DE102021001818A1 - Method and device for producing an electrode stack - Google Patents

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Frank Neudel
Ralf Linck
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels mit flächigen Elektrodenelementen, mit einem um eine Staplerradachse rotierbaren Staplerrad, das über den Umfang des Staplerrads verteilt mehrere Staplerradfinger aufweist, zwischen denen jeweils ein Fach zur Aufnahme einer Elektrodenelement gebildet ist. Darüber hinaus weist die Vorrichtung einen Ausstreifer auf, der dazu ausgebildet ist, die in den Fächern des Staplerrads aufgenommenen Elektrodenelemente aus dem jeweiligen Fach auszustreifen, wenn das Staplerrad um seine Staplerradachse rotiert, wobei die Elektrodenelemente durch das Ausstreifen auf einen Elektrodenstapel abgelegt werden. Für mindestens eines der Fächer des Staplerrads ist ein Rollenpaar vorhanden, das eine innere Rolle und eine äußere Rolle aufweist, die so im Bereich des jeweiligen Fachs angeordnet sind, dass sie auf einander gegenüber liegende Flächen eines in dem Fach aufgenommenen Elektrodenelements einwirken, um die Bewegung des Elektrodenelements entlang des Fachs zu beeinflussen.The invention relates to a device for producing an electrode stack with flat electrode elements, with a forklift wheel rotatable about a forklift wheel axis, which has several forklift wheel fingers distributed over the circumference of the forklift wheel, between which a compartment for receiving an electrode element is formed. In addition, the device has a stripper which is designed to strip the electrode elements received in the compartments of the stacker wheel out of the respective compartment when the stacker wheel rotates about its stacker wheel axis, the electrode elements being placed on an electrode stack by the stripping. For at least one of the compartments of the stacker wheel there is a pair of rollers, which has an inner roller and an outer roller, which are arranged in the region of the respective compartment in such a way that they act on opposite surfaces of an electrode element received in the compartment in order to prevent the movement of the electrode element along the compartment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Elektrodenstapels mit flächigen Elektrodenelementen.The invention relates to a method and a device for producing an electrode stack with flat electrode elements.

Das Stapeln von flächigen Elektrodenelementen ist bekannt. So werden flächige Elektrodenelemente zur Herstellung von elektrochemischen Energiespeichern, wie Lithium-Ionen-Batterien, oder Energiewandlern, wie Brennstoffzellen, üblicherweise gestapelt. Insbesondere bei der Herstellung von Pouch-Zellen, einer weit verbreiteten Bauform eines Lithium-Ionen-Akkumulators, werden Elektrodenelemente gestapelt. Die kleinste Einheit einer Lithium-Ionen-Zelle besteht üblicherweise aus zwei Elektrodenelementen und einem Separator, der die Elektrodenelemente voneinander trennt. Dazwischen befindet sich später nach der Befüllung der ionenleitfähige Elektrolyt.The stacking of flat electrode elements is known. For example, flat electrode elements are usually stacked to produce electrochemical energy stores, such as lithium-ion batteries, or energy converters, such as fuel cells. Electrode elements are stacked in particular in the production of pouch cells, a widespread type of lithium-ion battery. The smallest unit of a lithium-ion cell usually consists of two electrode elements and a separator that separates the electrode elements from one another. In between is the ion-conductive electrolyte later after filling.

Neben den übrigen Schritten der Herstellung von elektrochemischen Energiespeichern oder Brennstoffzellen, wie beispielsweise der Konfektionierung oder der Kontaktierung, stellt der Schritt des Stapelns bei der Herstellung einen Flaschenhals für den Fertigungsdurchsatz dar. Bekannte Verfahren zum Stapeln der Elektrodenelemente setzen auf einen Greifarm eines Roboters, welcher die Elektrodenelemente greift und platziert. Hierbei ist jedoch keine deutlichen Geschwindigkeitserhöhung mehr zu erwarten.In addition to the other steps in the production of electrochemical energy storage devices or fuel cells, such as packaging or contacting, the stacking step during production represents a bottleneck for the production throughput. Known methods for stacking the electrode elements rely on a gripper arm of a robot, which Picks up and places electrode elements. However, no significant increase in speed is to be expected here.

Weitere bekannte Verfahren setzen für die Stapelbildung auf ein rotierendes Staplerrad, mit welchem die Elektrodenelemente auf einem Elektrodenstapel abgelegt werden. Die WO 2020/212316 A1 beschreibt hierzu ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels aus Anoden und Kathoden für eine Lithium-Ionen-Batterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, bei dem die Anoden und die Kathoden in Fächer eines rotierenden Staplerrads gefördert werden, und die in den Fächern aufgenommenen Anoden und Kathoden anhand der Rotation des Staplerrads zu einer Stapelaufnahme gefördert werden.Other known methods rely on a rotating stacker wheel for stack formation, with which the electrode elements are placed on an electrode stack. the WO 2020/212316 A1 describes a method for producing an electrode stack of anodes and cathodes for a lithium-ion battery of an electrically powered motor vehicle, in which the anodes and cathodes are conveyed into compartments of a rotating forklift wheel, and the anodes and cathodes accommodated in the compartments using the Rotation of the stacker wheel are promoted to a stack recording.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren bzw. eine Stapelvorrichtung anzugeben, das/die es erlaubt, die Bewegung der Elektrodenelemente in dem Staplerrad zu beeinflussen.The object of the invention is to specify a method and a stacking device which allow the movement of the electrode elements in the stacker wheel to be influenced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by a method and a device according to the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Elektrodenstapel mit flächigen Elektrodenelementen, insbesondere eines elektrochemischen Energiespeichers oder eines Energieumwandlers, hergestellt. Es werden folgende Schritte durchgeführt:

  • - Einbringen bzw. Hineintransportieren jeweils eines Elektrodenelements in jeweils ein Fach mindestens eines um eine Staplerradachse rotierenden Staplerrads, das über den Umfang des Staplerrads verteilt mehrere Staplerradfinger aufweist, zwischen denen jeweils ein Fach zur Aufnahme eines Elektrodenelements gebildet ist, und
  • - Ausstreifen der in den Fächern des Staplerrads aufgenommenen Elektrodenelemente aus dem jeweiligen Fach des Staplerrads, während das Staplerrad um seine Achse rotiert, wobei die Elektrodenelemente durch das Ausstreifen auf einen Elektrodenstapel abgelegt werden, der insbesondere auf einem unter dem Staplerrad angeordneten Stapelaufnahmeboden einer Stapelaufnahme aufliegt bzw. abgelegt wird.
In the method according to the invention, an electrode stack with flat electrode elements, in particular an electrochemical energy store or an energy converter, is produced. The following steps are carried out:
  • - Introducing or transporting an electrode element into a respective compartment of at least one stacker wheel rotating about a stacker wheel axis and having a plurality of stacker wheel fingers distributed over the circumference of the stacker wheel, between which a compartment for receiving an electrode element is formed, and
  • - Stripping the electrode elements accommodated in the compartments of the stacker wheel out of the respective compartment of the stacker wheel while the stacker wheel rotates about its axis, the electrode elements being deposited on an electrode stack as a result of the stripping, which rests in particular on a stack receiving base of a stack receptacle arranged under the stacker wheel or .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des Elektrodenstapels weist mindestens ein um eine Staplerradachse rotierbares Staplerrad auf, das über den Umfang des Staplerrads verteilt mehrere Staplerradfinger aufweist, zwischen denen jeweils ein Fach zur Aufnahme eines Elektrodenelements gebildet ist. Darüber hinaus weist die Vorrichtung einen Ausstreifer auf, der dazu ausgebildet ist, die in den Fächern des Staplerrads aufgenommenen Elektrodenelemente aus dem jeweiligen Fach auszustreifen, wenn das Staplerrad um seine Achse rotiert, wobei die Elektrodenelemente durch das Ausstreifen auf einen Elektrodenstapel abgelegt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ggf. auch eine Stapelaufnahme auf, die zur Aufnahme des Elektrodenstapels ausgebildet ist.The device according to the invention for producing the electrode stack has at least one forklift wheel which can be rotated about a forklift wheel axis and which has a plurality of forklift wheel fingers distributed over the circumference of the forklift wheel, between which a compartment for receiving an electrode element is formed. In addition, the device has a stripper which is designed to strip the electrode elements received in the compartments of the stacker wheel out of the respective compartment when the stacker wheel rotates about its axis, the electrode elements being placed on an electrode stack by the stripping. If necessary, the device according to the invention also has a stack receptacle which is designed to receive the electrode stack.

Für mindestens eines der Fächer des Staplerrads ist (mindestens) ein Rollenpaar vorhanden, das eine innere und eine äußere Rolle aufweist, die so (z.B. im Bereich des jeweiligen Fachs) angeordnet sind, dass sie auf einander gegenüber liegende Flächen eines in dem Fach aufgenommenen Elektrodenelements einwirken, um die Bewegung des Elektrodenelements entlang des Fachs zu beeinflussen. Die Einwirkung erfolgt insbesondere zu einem Zeitpunkt, wenn das Elektrodenelement zumindest teilweise in das Fach eingebracht ist, z.B. schon beim Hineintransportieren des Elektrodenelements in das Fach oder erst beim Ausstreifen des Elektrodenelements aus dem Fach. Insbesondere kann durch das Rollenpaar die von außen nach innen des Staplerrads gerichtete Bewegung des Elektrodenelements (beim Hineintransportieren in das Fach) und/oder die von innen nach außen des Staplerrads gerichtete Bewegung des Elektrodenelements (für das Ausstreifen aus dem Fach) beeinflusst werden.For at least one of the compartments of the stacker wheel there is (at least) one pair of rollers, which has an inner and an outer roller, which are arranged (e.g. in the area of the respective compartment) so that they are on opposite surfaces of an electrode element accommodated in the compartment act to affect the movement of the electrode member along the compartment. The effect occurs in particular at a point in time when the electrode element is at least partially introduced into the compartment, e.g. already when the electrode element is being transported into the compartment or only when the electrode element is stripped out of the compartment. In particular, the movement of the electrode element directed from the outside to the inside of the stacker wheel (when being transported into the compartment) and/or the movement of the electrode element directed from the inside to the outside of the stacker wheel (for stripping out of the compartment) can be influenced by the pair of rollers.

Die innere und äußere Rolle des jeweiligen Rollenpaars sind so angeordnet, dass sie, sobald sich ein in das Fach hineintransportiertes Elektrodenelement zwischen der inneren und äußere Rolle des jeweiligen Rollenpaars befindet, das betreffende Elektrodenelement reibschlüssig berühren.The inner and outer rollers of the respective pair of rollers are arranged in such a way that, as soon as an electrode element transported into the compartment is located between the inner and outer roller of the respective pair of rollers, they contact the relevant electrode element by friction.

Die innere und äußere Rolle des jeweiligen Rollenpaars können senkrecht zur Transportrichtung geringfügig voneinander beabstandet sein (wobei der Abstand geringer ist als die Dicke des Elektrodenelements), so dass sie einander nicht berühren. Dies kann vorteilhaft sein, um den Verschleiß der Rollen zu verringern. The inner and outer rollers of the respective pair of rollers can be slightly spaced apart perpendicular to the transport direction (the distance being less than the thickness of the electrode element) so that they do not touch one another. This can be beneficial to reduce wear on the rollers.

Alternativ können die innere und eine äußere Rolle so angeordnet sein, dass sie einander berühren, z.B. aufeinander abrollen können. Insbesondere können die innere und äußere Rolle einander in einem Kontaktbereich berühren und mit diesem Kontaktbereich in Eingriff mit dem in das jeweilige Fach eingebrachten Elektrodenelement kommen. Die innere und die äußere Rolle des jeweiligen Rollenpaars können einander auch dann reibschlüssig berühren, wenn sich kein Elektrodenelement zwischen ihnen befindet. Dadurch können die Rollen auch ohne dazwischen befindliches Elektrodenelement mittels eines Antriebsrads angetrieben werden, z.B. um sie bereits vor Eintreffen des Elektrodenelements in Rotation zu versetzen. Um der Dicke des dazwischen hindurchtransportierten Elektrodenelements ausweichen zu können, können die innere und die äußere Rolle entsprechend elastisch ausgebildet sein oder die Welle, auf der sie befestigt sind, entsprechend elastisch verlagerbar bzw. gefedert befestigt sein.Alternatively, the inner and an outer roller can be arranged so that they touch each other, e.g. In particular, the inner and outer rollers can touch one another in a contact area and, with this contact area, come into engagement with the electrode element introduced into the respective compartment. The inner and outer rollers of the respective pair of rollers can contact one another by friction even when there is no electrode element between them. As a result, the rollers can also be driven by means of a drive wheel without an electrode element located in between, e.g. in order to set them in rotation before the electrode element arrives. In order to be able to avoid the thickness of the electrode element transported through between them, the inner and outer rollers can be designed to be correspondingly elastic, or the shaft on which they are fastened can be fastened in a correspondingly elastically displaceable or spring-loaded manner.

Bezüglich des zwischen ihnen befindlichen Elektrodenelements können die jeweilige innere und äußere Rolle einander direkt gegenüber liegen. Beim Einbringen des Elektrodenelements in das Fach kommen dann beide Rollen gleichzeitig in Eingriff mit dem Elektrodenelement. Alternativ können die jeweilige innere und äußere Rolle aber auch entlang der Transportrichtung des Elektrodenelements etwas versetzt zueinander angeordnet sein. Ein gezielter Versatz der beiden Rollen entlang der Transportrichtung kann z.B. dazu verwendet werden,

  • - beim Einfädeln des Elektrodenelements zwischen das Rollenpaar ggf. in eine Richtung vorgebogene Überstände des Elektrodenelements besser einfädeln zu können, oder
  • - beim Einfädeln des Elektrodenelements zwischen das Rollenpaar die Bremswirkung durch zusätzliche leichte Umlenkung des Elektrodenelements zu erhöhen, oder
  • - beim Ausstreifen des Elektrodenelements aus dem Staplerrad durch die innere Rolle eine zusätzliche. Kraft auf das Elektrodenelement nach unten zu erzeugen, um ein schnelleres Ablegen der Rückkante des Elektrodenelements auf dem Elektrodenstapel zu unterstützen.
With respect to the electrode member therebetween, the respective inner and outer rollers may be directly opposed to each other. When the electrode element is introduced into the compartment, both rollers then come into engagement with the electrode element at the same time. Alternatively, however, the respective inner and outer rollers can also be arranged somewhat offset from one another along the transport direction of the electrode element. A targeted offset of the two rollers along the transport direction can be used, for example,
  • - When threading the electrode element between the pair of rollers, it may be easier to thread in excess of the electrode element that is pre-bent in one direction, or
  • - When threading the electrode element between the pair of rollers to increase the braking effect by additional slight deflection of the electrode element, or
  • - When stripping the electrode element from the stacker wheel through the inner roller, an additional one. To generate force on the electrode element down to support faster storage of the rear edge of the electrode element on the electrode stack.

Die innere und äußere Rolle sind derart angeordnet, dass die innere Rolle - in Bezug auf das Staplerrad - radial weiter innen liegt als die äußere Rolle. Die innere Rolle wirkt dann auf die radial nach innen weisende Fläche des jeweiligen Elektrodenelements ein und die äußere Rolle auf dessen radial nach außen weisende Fläche. Die innere Rolle und die äußere Rolle wirken also auf die einander gegenüber liegenden Flächen des jeweiligen Elektrodenelements ein. Die äußere und innere Rolle des jeweiligen Rollenpaars sind entlang des jeweiligen Fach von außen nach innen betrachtet, vorzugsweise an einer Position angeordnet sind, die 20%-80% der Fachlänge entspricht. Damit wird erreicht, dass das Elektrodenelement nicht nur beim Eintreffen in das Fach, sondern beeinflusst werden kann, wenn es sich weiter innen im Fach befindet.The inner and outer rollers are arranged in such a way that the inner roller - in relation to the stacker wheel - is radially further inwards than the outer roller. The inner roller then acts on the radially inward-pointing surface of the respective electrode element and the outer roller on its radially outward-pointing surface. The inner roller and the outer roller thus act on the opposite surfaces of the respective electrode element. The outer and inner rollers of the respective pair of rollers are arranged along the respective compartment from the outside inwards, preferably at a position which corresponds to 20%-80% of the compartment length. This means that the electrode element can be influenced not only when it enters the compartment but also when it is located further inside the compartment.

Vorzugsweise ist für jedes Fach des Staplerrads mindestens ein Rollenpaar vorhanden. Für das jeweilige Fach des Staplerrads kann jeweils genau ein Rollenpaar vorhanden sein, es können aber auch mehrere Rollenpaare pro Fach des Staplerrads vorhanden sein. Diese können an verschiedenen Positionen entlang des Fachs angeordnet sein. Es können aber auch zwei Rollenpaare an derselben Position entlang des jeweiligen Fachs, jedoch entlang der Staplerradachse versetzt zueinander angeordnet sein (in Transportrichtung des Elektrodenelements betrachtet rechts und links vom Staplerrad), d.h. das Staplerrad befindet sich dann zwischen den beiden entlang der Staplerradachse versetzten Rollenpaaren.There is preferably at least one pair of rollers for each compartment of the stacker wheel. Exactly one pair of rollers can be present for the respective compartment of the stacker wheel, but there can also be several pairs of rollers per compartment of the stacker wheel. These can be located at various positions along the shelf. However, two pairs of rollers can also be arranged in the same position along the respective compartment, but offset from one another along the stacker wheel axis (viewed in the transport direction of the electrode element to the right and left of the stacker wheel), i.e. the stacker wheel is then located between the two roller pairs offset along the stacker wheel axis.

Die für das jeweilige Fach vorhandene äußere und innere Rolle des jeweiligen Rollenpaars sind derart an der Vorrichtung befestigt, dass sie mit dem Staplerrad mitrotieren. Zum Beispiel können sie hierzu an den das jeweilige Fach begrenzenden Fingern des Staplerrads befestigt sein. Die innere Rolle ist dabei an demjenigen Finger befestigt, der das Fach auf der der Stapelradachse zugewandten Seite begrenzt, und die äußere Rolle an demjenigen Finger, der das Fach auf der von der Stapelradachse abgewandten Seite begrenzt. Alternativ können die für das jeweilige Fach vorhandene äußere und innere Rolle auch auf einem separaten, mit dem Staplerrad mitrotierenden Element (z.B. ein Rad) befestigt sein, das z.B. auf der Welle des Staplerrads axial versetzt zu dem Staplerrad montiert ist.The outer and inner rollers of the respective pair of rollers that are available for the respective compartment are attached to the device in such a way that they rotate with the stacker wheel. For example, they can be attached to the fingers of the stacker wheel that delimit the respective compartment. The inner roller is attached to the finger that delimits the compartment on the side facing the stacking wheel axis, and the outer roller to the finger that delimits the compartment on the side facing away from the stacking wheel axis. Alternatively, the outer and inner rollers for the respective compartment can also be attached to a separate element (e.g. a wheel) that rotates with the stacker wheel, which is mounted, for example, on the shaft of the stacker wheel in an axially offset manner with respect to the stacker wheel.

Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die innere und/oder äußere Rolle des Rollenpaars (aktiv) zur Rotation anzutreiben. Insbesondere können die innere und/oder äußere Rolle des Rollenpaars direkt zur Rotation angetrieben werden, z.B. mittels entsprechender Motoren, oder sie können indirekt zur Rotation angetrieben werden, unter Verwendung der Rotationsbewegung des Staplerrads, insbesondere mittels eines am Staplerrad angeordneten Antriebsrads. Das Antriebsrad kann dabei entweder so ausgebildet sein, dass es rotierbar ist (z.B. mittels eines Motors) oder es so ausgebildet sein kann, dass es nicht-rotierbar ist.The device can be designed to (actively) drive the inner and/or outer roller of the pair of rollers to rotate. In particular, the inner and/or outer roller of the roller pairs can be driven to rotate directly, for example by means of appropriate motors, or they can be driven to rotate indirectly, using the rotational movement of the stacker wheel, in particular by means of a drive wheel arranged on the stacker wheel. The drive wheel can either be designed in such a way that it is rotatable (eg by means of a motor) or it can be designed in such a way that it is non-rotatable.

Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass die innere und äußere Rolle des Rollenpaars zur Einwirkung auf das in dem Fach aufgenommene Elektrodenelement verwendet werden, ohne (aktiv) zur Rotation angetrieben zu werden, d.h. ohne durch ein von dem Elektrodenelement verschiedenes Element zur Rotation angetrieben zu werden. Dabei werden die die innere und äußere Rolle des Rollenpaars allenfalls durch die Reibung des dazwischen hindurchtransportierten Elektrodenelements in Rotation versetzt. Beispielsweise können die innere und äußere Rolle derart gelagert sein, dass sie freilaufend sind, um das einlaufende Elektrodenelement lediglich bei ihrer Bewegung zu führen und ggf. leicht zu bremsen. Alternativ können die innere und äußere Rolle des Rollenpaars aber auch gegen einen Widerstand rotierbar sein, um das einlaufende Elektrodenelement stärker zu bremsen. Dazu können die Rollen des Rollenpaars z.B. durch jeweils ein Gleitlager gelagert sein.Alternatively, however, it can also be provided that the inner and outer roller of the pair of rollers are used to act on the electrode element accommodated in the compartment without being (actively) driven to rotate, i.e. without being driven to rotate by an element that is different from the electrode element will. In this case, the inner and outer rollers of the pair of rollers are rotated at most by the friction of the electrode element transported through between them. For example, the inner and outer rollers can be mounted in such a way that they are free-running in order to merely guide the incoming electrode element during its movement and, if necessary, to brake it slightly. Alternatively, the inner and outer rollers of the pair of rollers can also be rotated against a resistance in order to brake the incoming electrode element more strongly. For this purpose, the rollers of the pair of rollers can each be supported by a slide bearing, for example.

Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, dass durch den Eingriff des Rollenpaars die von außen nach innen des Staplerrads gerichtete Bewegung des in das Fach einlaufenden Elektrodenelements entlang des Fachs gebremst wird. Zu diesem Zweck können die innere und/oder äußere Rolle angetrieben werden, sie müssen aber hierzu nicht angetrieben werden.The device can be designed such that the movement of the electrode element running into the compartment along the compartment, directed from the outside to the inside of the stacker wheel, can be braked by the engagement of the pair of rollers. The inner and/or outer rollers can be driven for this purpose, but they do not have to be driven for this purpose.

Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, die innere und/oder äußere Rolle derart anzutreiben, dass durch den Eingriff des Rollenpaars die von außen nach innen des Staplerrads gerichtete Bewegung des (in das Fach einlaufenden) Elektrodenelements durch den Eingriff des Rollenpaars fortgeführt (gleichbleibend, langsamer oder ggf. beschleunigt) wird, um das in das Fach einlaufende Elektrodenelement durch den Eingriff des Rollenpaars in das Fach (in Richtung des inneren Ende des Fachs) weiter hinein zu transportieren.Alternatively or additionally, the device can be designed to drive the inner and/or outer roller in such a way that the movement of the electrode element (entering the compartment) directed from the outside inwards of the stacker wheel is continued through the engagement of the pair of rollers through the engagement of the pair of rollers ( constant, slower or possibly accelerated) in order to transport the electrode element entering the compartment further into the compartment (in the direction of the inner end of the compartment) through the engagement of the pair of rollers.

Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, die innere und/oder äußere Rolle des Rollenpaars derart anzutreiben, dass durch den Eingriff des Rollenpaars eine von innen nach außen des Staplerrads gerichtete Bewegung des in dem Fach aufgenommenen Elektrodenelements bewirkt oder beschleunigt wird, um das in dem Fach aufgenommene Elektrodenelement aus dem Fach (in Richtung des äußeren Ende des Fachs) heraus zu transportieren, insbesondere für das Ausstreifen aus dem Staplerrad.Alternatively or additionally, the device can be designed to drive the inner and/or outer roller of the pair of rollers in such a way that the engagement of the pair of rollers causes or accelerates a movement of the electrode element accommodated in the compartment, directed from the inside outwards of the stacker wheel, in order to to transport the electrode element received in the compartment out of the compartment (in the direction of the outer end of the compartment), in particular for stripping it out of the stacker wheel.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, die innere und/oder äußere Rolle des Rollenpaars unter Verwendung der Rotationsbewegung des Staplerrads zur Rotation anzutreiben. Hierzu weist die Vorrichtung im Bereich des Staplerrads vorzugsweise ein Antriebsrad auf, das derart angeordnet ist, dass das Antreiben der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars durch eine (direkte oder indirekte) Wechselwirkung der inneren/äußeren Rolle mit dem Antriebsrad erreicht wird, insbesondere unter Verwendung der Rotationsbewegung des Staplerrads. The device is preferably designed to drive the inner and/or outer roller of the pair of rollers to rotate using the rotational movement of the stacker wheel. For this purpose, the device preferably has a drive wheel in the area of the stacker wheel, which is arranged in such a way that the driving of the inner/outer roller of the pair of rollers is achieved by (direct or indirect) interaction of the inner/outer roller with the drive wheel, in particular using the rotation of the forklift wheel.

Die jeweilige andere nicht-angetriebene äußere/innere Rolle ist dann z.B. freilaufend. Beispielsweise kann eine direkte Wechselwirkung der inneren Rolle mit dem Antriebsrad durch Abrollen der innere Rolle des Rollenpaars auf einer glatten Außenkontur des Antriebsrads erfolgen.The respective other non-driven outer/inner roller is then, for example, freewheeling. For example, the inner roller can directly interact with the drive wheel by rolling the inner roller of the pair of rollers on a smooth outer contour of the drive wheel.

Das Antriebsrad kann kreisförmig oder ringförmig sein und ist z.B. scheibenartig ausgebildet. Das Antriebsrad kann einen vollen Kreisumfang haben. Dies ist insbesondere im Fall eines rotierbaren Antriebsrads bevorzugt. Auch im Fall eines nicht-rotierbaren Antriebsrad kann das Antriebsrad einen vollen Kreisumfang haben, braucht aber keinen vollen Kreisumfang zu haben, sondern es reicht, wenn die Außen-/Innenkontur des Antriebsrads zumindest ein Kreissegment hat. Der Mittelpunkt des Kreissegments liegt dabei auf der Staplerradachse. Als Antriebsrad wird daher auch ein solches Antriebselement verstanden, dessen Außen-/Innenkontur zumindest ein Kreissegment hat, an dem das Antriebsrad (direkt oder indirekt) in Wechselwirkung mit der inneren/äußeren Rolle tritt. Die Außen-/Innenkontur des Antriebsrads kann glatt sein oder eine Verzahnung aufweisen.The impeller may be circular or ring-shaped, such as in the form of a disk. The drive wheel can have a full circumference. This is particularly preferred in the case of a rotatable drive wheel. Even in the case of a non-rotatable drive wheel, the drive wheel can have a full circumference, but does not have to have a full circumference; it is sufficient if the outer/inner contour of the drive wheel has at least one circle segment. The center point of the circular segment lies on the forklift wheel axle. A drive wheel is therefore also understood to be a drive element whose outer/inner contour has at least one circular segment on which the drive wheel interacts (directly or indirectly) with the inner/outer roller. The outer/inner contour of the drive wheel can be smooth or have teeth.

Es kann auch ein Antriebsrad verwendet werden, das zwei oder mehr Kreissegmente aufweist, deren gemeinsamer Mittelpunkt auf der Staplerradachse liegt und die bei Rotation des Staplerrads nacheinander mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars wechselwirken. Die innere Rolle kann z.B. auf einer Außenkontur eines Kreissegments abrollen bzw. die äußere Rolle auf einer Innenkontur eines (ringförmigen) Kreissegments. Die Kreissegmente sind bevorzugt bezüglich der Staplerradrotation derart azimutal versetzt zueinander angeordnet, dass zu jedem Zeitpunkt vorzugsweise immer nur eines dieser Kreissegmente auf die jeweilige innere/äußere Rolle des jeweiligen Rollenpaars wechselwirkt, um diese anzutreiben. Zum Beispiel können die innere/äußere Rolle durch ein erstes Kreissegment so angetrieben wird, das ein im Staplerrad einlaufendes Elektrodenelemente durch Einwirkung des Rollenpaars in Richtung Fachinneres weitertransportiert (und ggf. abgebremst) wird und durch ein zweites Kreissegment entgegengesetzt dazu angetrieben wird, um dasselbe, im Fach befindliche Elektrodenelement zum Ausstreifen in Richtung Fachäußeres zu transportieren.A drive wheel can also be used which has two or more circle segments whose common center is on the stacker wheel axis and which interact with the inner/outer roller of the pair of rollers one after the other when the stacker wheel rotates. The inner roller can, for example, roll on an outer contour of a segment of a circle or the outer roller on an inner contour of a (ring-shaped) segment of a circle. The circular segments are preferably arranged azimuthally offset from one another with respect to the rotation of the forklift wheel in such a way that at any time preferably only one of these circular segments interacts with the respective inner/outer roller of the respective roller pair in order to drive them. For example, the inner / outer roller is driven by a first circle segment so that a The electrode elements entering the stacker wheel are transported further towards the inside of the compartment (and braked if necessary) by the action of the pair of rollers and is driven in the opposite direction by a second circular segment in order to transport the same electrode element located in the compartment towards the outside of the compartment for stripping.

Eine indirekte Wechselwirkung der inneren/äußeren Rolle mit dem Antriebsrad kann über ein Hilfselement erreicht werden, z.B. ein Hilfsrad das mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars mechanisch gekoppelt ist (z.B. auf derselben Welle sitzt), wobei das Hilfsrad direkt von den Antriebsrad angetrieben wird (z.B. auf dem Antriebsrad abrollt) und über die gemeinsame Welle die innere/äußere Rolle des Rollenpaars antreibt. Falls das Antriebsrad ein AntriebsZahnrad ist, kann dies analog über ein Hilfs-Zahnrad erfolgen, dessen Zähne mit den Zähnen des Antriebs-Zahnrads ineinandergreifen, um das Hilfs-Zahnrad anzutreiben, wobei das Hilfs-Zahnrad das mit der inneren oder äußeren Rolle des Rollenpaars mechanisch gekoppelt ist (z.B. auf derselben Welle sitzt und diese Welle durch das Hilfs-Zahnrad angetrieben wird).Indirect interaction of the inner/outer roller with the drive wheel can be achieved via an auxiliary element, e.g. an auxiliary wheel which is mechanically coupled (e.g. seated on the same shaft) to the inner/outer roller of the pair of rollers, the auxiliary wheel being driven directly by the drive wheel (e.g. rolls on the drive wheel) and drives the inner/outer roller of the pair of rollers via the common shaft. If the drive wheel is a drive gear, this can be done analogously via an auxiliary gear, the teeth of which mesh with the teeth of the drive gear to drive the auxiliary gear, the auxiliary gear being mechanically connected to the inner or outer roller of the pair of rollers coupled (e.g. seated on the same shaft and this shaft is driven by the auxiliary gear).

Beispielsweise ist das Antriebsrad entlang der Staplerradachse versetzt zu dem jeweiligen Staplerrad angeordnet, z.B. in so geringem Abstand zu dem jeweiligen Staplerrad, dass es direkt mit der am Staplerrad befestigten inneren/äußeren Rolle wechselwirken kann (kompakte Anordnung).For example, the drive wheel is offset along the stacker wheel axis to the respective stacker wheel, e.g. at such a small distance from the respective stacker wheel that it can interact directly with the inner/outer roller attached to the stacker wheel (compact arrangement).

Bevorzugt weist die Vorrichtung mindestens zwei Staplerräder auf, die entlang der Staplerradachse, vorzugsweise um mindestens 10 cm, versetzt zueinander angeordnet sind. Für einander entsprechende (entlang der Staplerradachse zueinander versetzte) Fächer dieser Staplerräder ist dabei (an der entsprechenden Position entlang des Fachs) vorzugsweise jeweils ein eigenes Rollenpaar vorhanden. Diese Rollenpaare, die jeweils dem entsprechenden Fach der verschiedenen Staplerräder zugeordnet sind und jeweils an der entsprechenden Position entlang des Fachs angeordnet sind, sind entlang der Staplerradachse, vorzugsweise um mindestens 10 cm, versetzt zueinander angeordnet. Damit kann ein Drehmoment auf die durch den Eingriff der Rollenpaare beeinflussten Elektrodenelemente vermieden werden. Die einander entsprechenden inneren/ äußeren Rollen der einander entsprechenden Rollenpaare können auf einer gemeinsamen Welle montiert sein, sodass diese inneren/ äußeren Rollen alle in derselben Richtung mit derselben Geschwindigkeit rotieren, und können durch ein gemeinsames Antriebrad angetrieben werden.The device preferably has at least two forklift wheels, which are offset from one another along the forklift wheel axis, preferably by at least 10 cm. For mutually corresponding compartments (offset to one another along the stacker wheel axis) of these stacker wheels there is preferably a separate pair of rollers (at the corresponding position along the compartment). These pairs of rollers, which are each assigned to the corresponding compartment of the various stacker wheels and are each arranged at the corresponding position along the compartment, are offset from one another along the stacker wheel axis, preferably by at least 10 cm. A torque on the electrode elements influenced by the engagement of the pairs of rollers can thus be avoided. The corresponding inner/outer rollers of the corresponding roller pairs can be mounted on a common shaft so that these inner/outer rollers all rotate in the same direction at the same speed and can be driven by a common drive wheel.

Vorzugsweise ist das Antriebsrad derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass es nur in einem begrenzten Winkelabschnitt der Rotation des Staplerrads in Wechselwirkung mit der inneren oder äußeren Rolle des Rollenpaars tritt, insbesondere in einem Winkelabschnitt von höchstens 270°, insbesondere höchstens 180° der Staplerradrotation. Dieser Winkelabschnitt überlappt dabei (zumindest größtenteils) mit demjenigen Winkelabschnitt der Rotation des Staplerrads, in dem die Elektrodenelemente im Staplerrad vorhanden sind. Damit wird erreicht, dass die innere und äußere Rolle, die aufgrund der Wechselwirkung mit dem Antriebsrad rotieren, ab dem Ende des o.g. Winkelabschnitts der Einwirkung nicht mehr angetrieben werden und durch Reibung (in ihrem Lager) wieder abbremsen können, um ohne bzw. mit verminderter Rotationsgeschwindigkeit für das nächste Elektrodenelement zur Verfügung zu stehen. Das Abbremsen erfolgt in dem (auf 360° des Staplerradumlaufs) verbleibenden azimutalen Abschnitt (von mind. 90° bzw. mind. 180°). Um den Antrieb der inneren/äußeren Rolle mittels des Antriebsrads über einen großen Winkelabschnitt sicherzustellen können die innere/äußere Rolle bzw. das Antriebsrad gefedert aufgehängt sein, so dass sie senkrecht zu ihrer Achse verlagerbar sind.The drive wheel is preferably designed and/or arranged in such a way that it only interacts with the inner or outer roller of the roller pair in a limited angular section of the rotation of the stacker wheel, in particular in an angular section of at most 270°, in particular at most 180° of the stacker wheel rotation. This angular section overlaps (at least for the most part) with that angular section of the rotation of the stacker wheel in which the electrode elements are present in the stacker wheel. This ensures that the inner and outer rollers, which rotate due to the interaction with the drive wheel, are no longer driven from the end of the above-mentioned angular section of the action and can brake again through friction (in their bearing) in order to rotate with or without reduced Rotational speed to be available for the next electrode element. Braking takes place in the remaining azimuthal section (of at least 90° or at least 180°) (on 360° of the forklift wheel rotation). In order to ensure the driving of the inner/outer roller by means of the drive wheel over a large angular section, the inner/outer roller or the drive wheel can be suspended in a spring-loaded manner so that they can be displaced perpendicularly to their axis.

Durch die Wechselwirkung der inneren Rolle oder der äußeren Rolle mit dem Antriebsrad kann die Rotation der inneren und/oder äußeren Rolle gezielt in einer bestimmten Winkelstellung der Staplerradrotation gestartet bzw. angehalten werden. Darüber hinaus kann auch die Rotationsgeschwindigkeit der inneren und/oder äußeren Rolle durch die Wechselwirkung mit dem Antriebsrad gezielt variiert werden.The interaction of the inner roller or the outer roller with the drive wheel allows the rotation of the inner and/or outer roller to be started or stopped in a targeted manner in a specific angular position of the truck wheel rotation. In addition, the rotational speed of the inner and/or outer roller can also be varied in a targeted manner through the interaction with the drive wheel.

Bei einer Variante des Antriebsrads ist das Antriebsrad derart an der Vorrichtung befestigt, dass es um eine Achse rotierbar ist, insbesondere um die Staplerradachse oder um eine versetzt zu der Staplerradachse liegende Achse. Dabei ist bei das Antriebsrad z.B. als Hohlrad ausgebildet. Das Antriebsrad kann dabei mit einem Antriebsmotor verbunden sein, durch den das Antriebsrad um seine Achse rotierbar ist, wobei die Rotation des Antriebsrads unabhängig von der Rotation des Staplerrads gesteuert werden kann. Wenn das Antriebsrad einen eigenen Antriebsmotor hat, ist seine Rotationrichtung und auch seine Rotationsgeschwindigkeit frei einstellbar, unabhängig von der Rotation des Staplerrads. Damit kann eine gezieltes Geschwindigkeitsprofil für die Rotation der inneren/ äußeren Rolle des Rollenpaars eingestellt werden, mit dem die Bewegung des zwischen der inneren und äußeren Rolle befindlichen Elektrodenelements beeinflusst wird. Damit können der Einlauf- und /oder der Ausstreifvorgang des jeweiligen Elektrodenelements aktiv unterstützt und definiert durchgeführt werden.In a variant of the drive wheel, the drive wheel is attached to the device in such a way that it can be rotated about an axis, in particular about the forklift wheel axis or about an axis that is offset from the forklift wheel axis. The drive wheel is designed as a ring gear, for example. The drive wheel can be connected to a drive motor, by which the drive wheel can be rotated about its axis, the rotation of the drive wheel being able to be controlled independently of the rotation of the forklift wheel. If the drive wheel has its own drive motor, its direction of rotation and also its speed of rotation can be freely adjusted, independently of the rotation of the forklift wheel. A targeted speed profile for the rotation of the inner/outer roller of the pair of rollers can thus be set, with which the movement of the electrode element located between the inner and outer roller is influenced. In this way, the running-in and/or stripping process of the respective electrode element can be actively supported and carried out in a defined manner.

Insbesondere ist das Antriebsrad derart an der Vorrichtung befestigt, dass es um eine Achse rotierbar ist, die zu der Staplerradachse versetzt angeordnet ist. Der Versatz zwischen der Achse des Antriebsrads und der Staplerradachse ist dabei vorzugsweise derart gewählt ist, dass die Außen-/Innenkontur des Antriebsrads (nur) in dem begrenzten Winkelabschnitt der Rotation des Staplerrads in Wechselwirkung mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars tritt, um diese anzutreiben. Dabei sind der Versatz zwischen der Achse des Antriebsrads und der Staplerradachse und der Durchmesser des Antriebsrads vorzugsweise so gering, dass das Antriebsrad radial vollständig innerhalb des Umfangs des Staplerrads liegt.In particular, the drive wheel is attached to the device in such a way that it is rotatable about an axis which is offset from the stacker wheel axis is arranged. The offset between the axis of the drive wheel and the stacker wheel axis is preferably selected in such a way that the outer/inner contour of the drive wheel interacts (only) in the limited angular section of the rotation of the stacker wheel with the inner/outer roller of the roller pair in order to to drive The offset between the axis of the drive wheel and the stacker wheel axis and the diameter of the drive wheel are preferably so small that the drive wheel lies radially completely within the circumference of the stacker wheel.

Die Achse des Antriebsrads kann z.B. unterhalb der Staplerradachse angeordnet sein und ggf. seitlich versetzt dazu, wobei der seitliche Versatz so ist, dass die Achse des Antriebsrads, in Transportrichtung der am Staplerrad ankommenden Elektrodenelemente betrachtet, hinter der Staplerradachse liegt. Damit kann eine Beeinflussung der aus dem Fach heraus gerichteten Bewegung der in dem Fach aufgenommenen Elektrodenelement zum/beim Ausstreifen aus dem Staplerrad erreicht werden. Entsprechend wird das Antriebsrad als Ausstreif-Antriebsrad bezeichnet.The axis of the drive wheel can be arranged, for example, below the stacker wheel axis and, if necessary, laterally offset to it, the lateral offset being such that the axis of the drive wheel, viewed in the transport direction of the electrode elements arriving at the stacker wheel, lies behind the stacker wheel axis. It is thus possible to influence the movement of the electrode elements received in the compartment, directed out of the compartment, for/during stripping out of the stacker wheel. Accordingly, the drive wheel is referred to as a stripping drive wheel.

Alternativ kann die Achse des Antriebsrads auch oberhalb der Staplerradachse angeordnet sein und ggf. seitlich versetzt dazu, wobei der seitliche Versatz so ist, dass die Achse des Antriebsrads, in Transportrichtung der am Staplerrad ankommenden Elektrodenelemente betrachtet, hinter der Staplerradachse liegt. Damit kann eine Beeinflussung der Bewegung der in das Fach einlaufenden Elektrodenelemente erreicht werden. Entsprechend wird das Antriebsrad als Einlauf-Antriebsrad bezeichnet. Zum Beispiel weist die Vorrichtung mindestens zwei Ausstreif-Antriebsräder, die um eine gemeinsame Achse rotierbar sind und/oder mindestens zwei Einlauf-Antriebsräder auf, die um eine gemeinsame Achse A' rotierbar sind (eine andere als die Ausstreif-Antriebsräder).Alternatively, the axis of the drive wheel can also be arranged above the stacker wheel axis and, if necessary, laterally offset thereto, the lateral offset being such that the axis of the drive wheel, viewed in the transport direction of the electrode elements arriving at the stacker wheel, lies behind the stacker wheel axis. In this way, the movement of the electrode elements running into the compartment can be influenced. Accordingly, the drive wheel is referred to as the infeed drive wheel. For example, the device comprises at least two stripping drive wheels rotatable about a common axis and/or at least two infeed drive wheels rotatable about a common axis A' (different from the stripping drive wheels).

In einer anderen Variante des Antriebsrads ist das Antriebsrad nicht-rotierbar an der Vorrichtung befestigt, wobei es z.B. als sogenanntes Sonnenrad ausgebildet sein kann. Die Außenkontur des Antriebsrads ist dabei insbesondere derart geformt, dass das Antriebsrad nur in dem begrenzten Winkelabschnitt der Rotation des Staplerrads in Wechselwirkung mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars tritt, um diese anzutreiben. Beispielsweise ist das nicht-rotierbare Antriebsrad mit seinem Mittelpunkt etwa auf der Staplerradachse angeordnet, und hat eine radial nach innen zurückversetzte Außenkontur in demjenigen Winkelabschnitt, in dem keine Wechselwirkung stattfinden soll. Das nicht-rotierbare Antriebsrad kann aber auch die Form eines Kreissegments, z.B. Halbkreissegments, haben.In another variant of the drive wheel, the drive wheel is attached to the device in a non-rotatable manner, and it can be designed, for example, as a so-called sun wheel. The outer contour of the drive wheel is in particular shaped in such a way that the drive wheel only interacts with the inner/outer roller of the pair of rollers in the limited angular section of the rotation of the forklift wheel in order to drive them. For example, the non-rotatable drive wheel is arranged with its center point approximately on the forklift wheel axis and has an outer contour set back radially inward in that angular section in which no interaction should take place. However, the non-rotatable drive wheel can also have the shape of a circular segment, e.g. a semicircular segment.

Das Staplerrad weist (z.B. einen scheibenartigen) um die Staplerradachse rotierbaren Staplerradkörper auf, über dessen Umfang verteilt die Staplerradfinger angeordnet sind, wobei die Staplerradfinger jeweils am radialen äußeren Ende des Staplerradkörpers ausgebildet sind. Die Fächer des Staplerrads sind jeweils durch zwei Staplerradfinger begrenzt. Die Staplerradfinger können so gestaltet sein, dass die Fächer bogenförmig sind, z.B. spiralförmig, oder eine gerade Form aufweisen, z.B. schlitzartig sind. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zwei oder mehrere gleichartige Staplerräder auf derselben Rotationsachse auf, die axial zueinander versetzt sind und z.B. synchron zueinander rotieren.The stacker wheel has (e.g. a disk-like) stacker wheel body that can be rotated about the stacker wheel axis and has the stacker wheel fingers distributed over its circumference, with the stacker wheel fingers each being formed at the radial outer end of the stacker wheel body. The compartments of the forklift wheel are each delimited by two forklift wheel fingers. The stacker wheel fingers can be designed so that the pockets are arcuate, e.g., spiral, or have a straight shape, e.g., slot-like. The device preferably has two or more similar stacker wheels on the same axis of rotation, which are axially offset from one another and, for example, rotate synchronously with one another.

Der Ausstreifer kann einteilig oder mehrteilig sein, z.B. rechenartig zwischen die Staplerräder eingreifen, so dass er mit dem/den Staplerrad/rädern kämmt. Der Ausstreifer kann ortsfest sein oder relativ zum Staplerrad bewegbar.The scraper can be in one piece or in several pieces, e.g. engage like a rake between the forklift wheels so that it meshes with the forklift wheel(s). The stripper can be stationary or movable relative to the forklift wheel.

Zur Herstellung des Elektrodenstapels werden die aus dem Staplerrad ausgestreiften Elektrodenelemente auf einem Stapelaufnahmeboden einer Stapelaufnahme abgelegt, der gegenüber der Horizontalen horizontal oder schräg angeordnet ist, insbesondere derart schräg angeordnet ist, dass die Schwerkraft der auf dem Stapelaufnahmeboden abgelegten Elektrodenelemente eine Kraftkomponente aufweist, die in Richtung einer der Rückwand der Stapelaufnahme gerichtet ist, an der die Vorderkanten der Elektrodenelemente des Elektrodenstapels ausgerichtet werden.To produce the electrode stack, the electrode elements stripped from the stacker wheel are placed on a stack receiving base of a stack receptacle, which is arranged horizontally or at an angle to the horizontal, in particular arranged at an angle such that the force of gravity on the electrode elements placed on the stack receiving base has a force component that is in the direction one of the rear wall of the stack receptacle, against which the front edges of the electrode elements of the electrode stack are aligned.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Transportieren und Ablegen der Elektrodenelemente, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels aufweist sowie mindestens einer Transporteinrichtung zum Transportieren von Elektrodenelementen einzeln nacheinander zu dem Staplerrad der Vorrichtung und zum Einbringen jeweils eines der Elektrodenelemente in jeweils eines der Fächer des Staplerrads, und ggf. einem Stapelaufnahmeboden, der so unter dem Staplerrad angeordnet und ausgebildet ist, dass die aus dem Staplerrad ausgestreiften Elektrodenelemente auf dem Stapelaufnahmeboden abgelegt werden können. Es können auch zwei oder mehr als zwei Transporteinrichtungen pro Stapelvorrichtung verwendet werden, die an verschiedenen Winkelpositionen mit dem Staplerrad der Stapelvorrichtung verbunden sind, z.B. um Kathoden und Anoden voneinander getrennt demselben Staplerrad zuzuführen, wobei in den Fächern des Staplerrads abwechselnd die von den verschiedenen Transporteinrichtungen herantransportierten Elektrodenelemente (z.B. Kathoden und Anoden) landen.The invention also relates to a device for transporting and depositing the electrode elements, which has the device according to the invention for producing an electrode stack and at least one transport device for transporting electrode elements individually one after the other to the stacker wheel of the device and for introducing one of the electrode elements into one of the compartments of the Stacker wheel, and possibly a stack receiving floor, which is arranged and designed under the stacker wheel in such a way that the electrode elements stripped from the stacker wheel can be placed on the stack receiving floor. It is also possible to use two or more than two transport devices per stacking device, which are connected to the stacker wheel of the stacking device at different angular positions, e.g. in order to feed cathodes and anodes separately to the same stacker wheel, with the compartments of the stacker wheel alternating with those transported by the different transport devices Land electrode elements (e.g. cathodes and anodes).

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Stapelvorrichtung und umgekehrt. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung.The preferred embodiment presented with reference to the method according to the invention forms and their advantages apply accordingly to the stacking device according to the invention and vice versa. Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem nicht-rotierbaren Antriebsrad in 3D-Ansicht (1a) und in Seitenansicht (1b),
  • 2 Ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem rotierbaren Antriebsrad für den Einlaufvorgang der Elektrodenelemente und mit einem rotierbaren Antriebsrad für den Ausstreifvorgang der Elektrodenelement in 3D-Ansicht (2a) und in Draufsicht (2b) sowie in Schnittansicht entlang der Linien A-A (2c) und entlang der Linien B-B (2d) in 2b.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below using a schematic drawing. show:
  • 1 A first embodiment with a non-rotatable drive wheel in 3D view ( 1a) and in side view ( 1b) ,
  • 2 A second embodiment with a rotatable drive wheel for the running-in process of the electrode elements and with a rotatable drive wheel for the stripping process of the electrode elements in a 3D view ( 2a) and in top view ( 2 B) and in a sectional view along the lines AA ( 2c ) and along lines BB ( 2d ) in 2 B .

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Transportieren und Ablegen von Elektrodenelementen mit einer Stapelvorrichtung, die zur Herstellung eines Elektrodenstapels ausgebildet ist, der flächige Elektrodenelemente (und ggf. weitere Elemente) enthält. Die Elektrodenelemente sind z.B. Kathoden, basierend z.B. auf Aluminiumfolie, und/oder Anoden, basierend z.B. auf Kupferfolie, oder jeweils eine Kombination aus beiden. Beim Stapelvorgang werden z.B. Anode, Separator, Kathode, Separator, usw. in einem sich wiederholenden Zyklus gestapelt. Die Elektrodenelemente können auch Batteriezellen oder Brennstoffzellen sein.the 1 and 2 each show an exemplary embodiment of a device for transporting and depositing electrode elements with a stacking device that is designed to produce an electrode stack that contains flat electrode elements (and possibly other elements). The electrode elements are, for example, cathodes, based, for example, on aluminum foil, and/or anodes, based, for example, on copper foil, or a combination of both. During the stacking process, for example, anode, separator, cathode, separator, etc. are stacked in a repeating cycle. The electrode elements can also be battery cells or fuel cells.

Eine Mehrzahl von Elektrodenelementen 1 werden einzeln nacheinander mittels einer Transporteinrichtung zu der Stapelvorrichtung herantransportiert (Transportrichtung T). Die Transporteinrichtung kann durch um Rollen umlaufende Riemen 20 gebildet sein, zwischen denen die Elektrodenelemente geführt werden. Alternativ können auch Rollenpaare zum Herantransportieren der Elektrodenelemente verwendet werden, zwischen denen die Elektrodenelemente geführt werden. Zum Einführen der Elektrodenelemente in das jeweilige Fach kann ein Leitblech 22 verwendet werden.A plurality of electrode elements 1 are transported individually one after the other by means of a transport device to the stacking device (transport direction T). The transport device can be formed by belts 20 running around rollers, between which the electrode elements are guided. Alternatively, pairs of rollers can also be used to transport the electrode elements, between which the electrode elements are guided. A guide plate 22 can be used to insert the electrode elements into the respective compartment.

Die Stapelvorrichtung weist in beiden Ausführungsbeispielen zwei um eine gemeinsame Staplerradachse A rotierbare Staplerräder 10 auf, die jeweils über den Umfang des Staplerrads verteilt mehrere Staplerradfinger 11 aufweisen, zwischen denen jeweils ein Fach zur Aufnahme eines Elektrodenelements 1 gebildet ist. Die Staplerräder 10 werden mittels eines Motors 14 (vgl. 2b) in Rotationsrichtung R so um ihre Achse A rotiert, dass mittels der Transporteinrichtung jeweils ein Elektrodenelement in jeweils ein Fach des jeweiligen Staplerrads 10 eingeführt wird. Durch einen Ausstreifer 15 wird das in dem jeweiligen Fach aufgenommene Elektrodenelement 1 aus dem Staplerrad 10 ausgestreift, um sie auf einen Stapelaufnahmeboden 30 abzulegen. Um die Fallhöhe der ausgestreiften Elektrodenelemente nach dem Ausstreifen zu reduzieren, kann der Stapelaufnahmeboden 30 während der Stapelherstellung nach unten weggeführt werden.In both exemplary embodiments, the stacking device has two stacker wheels 10 which can be rotated about a common stacker wheel axis A and which each have a plurality of stacker wheel fingers 11 distributed over the circumference of the stacker wheel, between which a compartment for receiving an electrode element 1 is formed. The forklift wheels 10 are driven by a motor 14 (cf. 2 B) rotates about its axis A in the direction of rotation R in such a way that an electrode element is introduced into a respective compartment of the respective stacker wheel 10 by means of the transport device. The electrode element 1 received in the respective compartment is stripped out of the stacker wheel 10 by a stripper 15 in order to place it on a stack receiving base 30 . In order to reduce the fall height of the stripped electrode elements after stripping, the stack receiving base 30 can be guided away downwards during stack production.

Die Staplerradfinger 11 und Fächer verlaufen hier spiralartig um die Rotationsachse A herum, können alternativ aber auch gerade, z.B. radial, ausgebildet sein und ggf. eine größere Fachweite aufweisen als dargestellt, damit die Elektrodenelemente durch die Form des Fachs nicht zu stark verbogen werden. Die Staplerradfinger sind in den Figuren relativ dünn dargestellt, sie können aber auch eine wesentlich größere azimutale Breite aufweisen.The stacker wheel fingers 11 and compartments here run spirally around the axis of rotation A, but can alternatively also be straight, e.g. radial, and possibly have a larger compartment width than shown, so that the electrode elements are not bent too much by the shape of the compartment. The stacker wheel fingers are shown relatively thin in the figures, but they can also have a significantly greater azimuthal width.

In beiden Ausführungsbeispielen sind zwei gleichartige Staplerräder 10 auf einer gemeinsamen Achswelle befestigt und entlang der Staplerradachse A versetzt zueinander angeordnet, es können aber auch mehr als zwei sein. An jedem Fach des Staplerrades 10 ist ein Rollenpaar angeordnet, das durch eine innere Rolle 12 und eine äußere Rolle 13 gebildet ist, vgl. 1a und 2a. Die Rollenpaare sind an dem jeweiligen Staplerrad 10 befestigt, so dass sie mit dem Staplerrad 10 mitrotieren. Die innere und äußere Rolle 12,13 berühren einander in einem Kontaktbereich K, vgl. 1b. Beispielsweise sind die beiden Rollen 12,13 an ihrer Oberfläche ein Elastomer auf. Die Fächer des Staplerrads weisen unmittelbar vor dem Rollenpaar 12,13 eine Verjüngung 19 auf, damit die Vorderkante des Elektrodenelements 1 problemlos in den Kontaktbereich K des Rollenpaars hineintrifft, vgl. 1b. Bei Bedarf können auch mehrere Rollenpaare pro Fach verwendet werden, die an verschiedenen Positionen entlang des Fachs angeordnet werden.In both exemplary embodiments, two identical forklift wheels 10 are attached to a common axle shaft and are offset from one another along the forklift wheel axis A, but there can also be more than two. A pair of rollers, which is formed by an inner roller 12 and an outer roller 13, is arranged on each compartment of the stacker wheel 10, cf. 1a and 2a . The pairs of rollers are attached to the respective forklift wheel 10 so that they rotate with the forklift wheel 10 . The inner and outer rollers 12,13 touch each other in a contact area K, cf. 1b . For example, the two rollers 12, 13 have an elastomer on their surface. The compartments of the stacker wheel have a taper 19 directly in front of the pair of rollers 12, 13, so that the front edge of the electrode element 1 can easily hit the contact area K of the pair of rollers, cf. 1b . If required, several pairs of rollers can also be used per compartment, which are arranged at different positions along the compartment.

Beim ersten Ausführungsbeispiel aus 1a,b kommt die innere Rolle 12 des jeweiligen Rollenpaars bei Rotation des Staplerrads 10 in Berührung zu einem zentral zur Achse A des Staplerrads 10 angeordneten Antriebsrad 16, das hier als sogenanntes Sonnenrad ausgebildet ist. Das Antriebsrad 16 ist ortsfest und nicht-rotierbar. Das Antriebsrad 16 ist nicht durchgehend kreisförmig, sondern weist ein radial zurückversetztes Kreissegment auf, das nicht auf die innere Rolle 12 einwirkt. Nur in dem vorstehenden Kreissegment wirkt das Antriebsrad 12 auf die innere Rolle 12 ein. Wenn das Staplerrad 10 um seine Achse A rotiert, kommen die inneren Rollen 12 daher nur in dem begrenzten Winkelabschnitt der Staplerradrotation in Eingriff zu dem Antriebsrad 16, in dem sich das vorstehende Kreissegment des Antriebsrads 16 befindet. Dieser begrenzte Winkelabschnitt ist in 1b mit W bezeichnet und umfasst ca. 160° der Staplerradrotation. Durch die Reibung der inneren Rolle 12 an dem feststehenden Antriebsrad 16 wird die innere Rolle 12 in Rotation versetzt (hier im Uhrzeigersinn). Sie rollt also auf der Außenkontur des Antriebsrads 16 ab. Da sich die innere Rolle 12 und die äußere Rolle 13 reibschlüssig berühren, wird dadurch auch die äußere Rolle 13 in Rotation versetzt (hier entgegen zum Uhrzeigersinn). Das in das jeweilige Fach eingeführte Elektrodenelement 1 kommt im Kontaktbereich K in Eingriff zu dem Rollenpaar 12,13.In the first embodiment 1a,b When the forklift wheel 10 rotates, the inner roller 12 of the respective pair of rollers comes into contact with a drive wheel 16 which is arranged centrally to the axis A of the forklift wheel 10 and is designed here as a so-called sun wheel. The drive wheel 16 is stationary and non-rotatable. The drive wheel 16 is not continuously circular, but has a circular segment that is set back radially and does not act on the inner roller 12 . The drive wheel 12 acts on the inner roller 12 only in the preceding circle segment. When the stacker wheel 10 rotates about its axis A, come the inner rollers 12 therefore only engage the drive wheel 16 in the limited angular portion of the stacker wheel rotation in which the projecting segment of a circle of the drive wheel 16 is located. This limited angular section is in 1b designated W and covers approximately 160° of truck wheel rotation. Due to the friction of the inner roller 12 on the stationary drive wheel 16, the inner roller 12 is set in rotation (here clockwise). It therefore rolls on the outer contour of the drive wheel 16 . Since the inner roller 12 and the outer roller 13 are in frictional contact, this also causes the outer roller 13 to rotate (counterclockwise in this case). The electrode element 1 introduced into the respective compartment comes into engagement in the contact area K with the pair of rollers 12,13.

Sofern das Elektrodenelement 1 durch die Transporteinrichtung mit einer - im Vergleich zur Umlaufgeschwindigkeit des Staplerrads 10 - deutlich erhöhten Geschwindigkeit eingeführt wird, wird das Elektrodenelement 1 durch den Eingriff des rotierenden Rollenpaars 12,13 abgebremst. Durch das Abbremsen lässt sich eine Beschädigung der Elektrodenelemente, die ggf. beim Auftreffen auf das innere Fachende des Staplerrads entstehen würde, vermeiden. Da der begrenzte Winkelabschnitt, in dem die innere Rolle 12 angetrieben wird, relativ groß ist, wirkt das Rollenpaar aber nicht nur im Einlaufbereich der Elektrodenelemente 1 auf die Elektrodenelemente 1 ein, sondern auch danach, bis kurz vor Erreichen des Ausstreifers 15. Der Eingriff des Rollenpaars bewirkt daher auch, dass die Bewegung der Elektrodenelemente in Richtung des inneren Fachendes fortgesetzt wird. Bei etwa vergleichbarer Einlauf-Geschwindigkeit der Elektrodenelemente im Vergleich zur Umlaufgeschwindigkeit der Staplerradrotation wird durch die Einwirkung des Rollenpaars ggf. kein Abbremsen der einlaufenden Elektrodenelemente erreicht, sondern lediglich ein Fortsetzen der Bewegung der einlaufenden Elektrodenelemente.If the electrode element 1 is introduced by the transport device at a speed which is significantly higher than the rotational speed of the stacker wheel 10, the electrode element 1 is slowed down by the engagement of the rotating pair of rollers 12,13. By braking, damage to the electrode elements, which would possibly occur if they hit the inner compartment end of the forklift wheel, can be avoided. Since the limited angular section in which the inner roller 12 is driven is relatively large, the pair of rollers not only acts on the electrode elements 1 in the entry area of the electrode elements 1, but also afterwards, until shortly before reaching the stripper 15. The engagement of the The pair of rollers therefore also causes the movement of the electrode elements to continue towards the inner end of the compartment. If the infeed speed of the electrode elements is roughly comparable to the rotational speed of the forklift wheel rotation, the action of the pair of rollers may not slow down the incoming electrode elements, but merely continue the movement of the incoming electrode elements.

Im Bereich des Ausstreifers 15 ist das Antriebsrad 16 radial nach innen zurückversetzt, so dass es nicht mehr auf die jeweilige innere Rolle 12 einwirkt. Das jeweilige Rollenpaar 12,13 ist in dem Winkelabschnitt, in dem das Elektrodenelement 1 auf den Ausstreifer 15 trifft, antriebsfrei. So kann der Ausstreifer das Elektrodenelement 1 aus dem jeweiligen Fach ohne Widerstand ausstreifen.In the area of the scraper 15, the drive wheel 16 is set back radially inwards, so that it no longer acts on the respective inner roller 12. The respective pair of rollers 12, 13 is not driven in the angular section in which the electrode element 1 meets the stripper 15. In this way, the stripper can strip the electrode element 1 out of the respective compartment without resistance.

In Abhängigkeit der Winkel, an dem das zurückversetzte bzw. das vorstehende Kreissegment beginnt und endet, kann eingestellt werden, wann das Rollenpaar 12, 13 die Bewegung des jeweiligen Elektrodenelements 1 innerhalb des Fachs beeinflusst. Der Winkel wird in Abhängigkeit der Eigenschaften der Elektrodenelemente und/oder in Abhängigkeit der Transportgeschwindigkeit der Elektrodenelemente gewählt, die diese beim Einlaufen in das Staplerrad haben.Depending on the angle at which the recessed or protruding circle segment begins and ends, it can be adjusted when the roller pair 12, 13 influences the movement of the respective electrode element 1 within the compartment. The angle is selected as a function of the properties of the electrode elements and/or as a function of the transport speed of the electrode elements which they have when they enter the stacker wheel.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird die innere Rolle 12 mittels Reibung an der Außenkontur des Antriebsrads 16 in Rotation versetzt, wenn sich das Stapelrad um das Antriebsrad bewegt. Alternativ kann die Oberfläche des Antriebsrads auch eine Verzahnung aufweisen, in der eine entsprechende Verzahnung eines auf der Welle der inneren Rolle 12 mitrotierenden Hilfs-Zahnrads formschlüssig eingreift.In the first embodiment, the inner roller 12 is set in rotation by means of friction on the outer contour of the drive wheel 16 when the stacking wheel moves around the drive wheel. Alternatively, the surface of the drive wheel can also have a toothing in which a corresponding toothing of an auxiliary gear wheel co-rotating on the shaft of the inner roller 12 engages in a form-fitting manner.

Alternativ zum ersten Ausführungsbeispiel könnte auch die äußere Rolle 13 des Rollenpaars oder eine auf der Welle der äußeren Rolle 13 mitrotierende Hilfsrolle durch eine kreissegmentförmige Innenkontur eines ringförmigen, nicht-rotierbaren Antriebsrads angetrieben werden, wenn sich das Staplerrad um dieses bewegt. Dies könnte z.B. für die Ausstreifbewegung der Elektrodenelemente verwendet werden.As an alternative to the first exemplary embodiment, the outer roller 13 of the pair of rollers or an auxiliary roller co-rotating on the shaft of the outer roller 13 could also be driven by a circular segment-shaped inner contour of an annular, non-rotatable drive wheel when the forklift wheel moves around it. This could e.g. be used for the stripping movement of the electrode elements.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel aus 2a-d kommt die innere Rolle 12 des jeweiligen Rollenpaars bei Rotation des Staplerrads 10 nacheinander in Berührung zu zwei verschiedenen Antriebsrädern 17 und 18, die um verschiedene Achsen A' rotierbar sind, die jeweils versetzt zur Achse A des Staplerrads 10 angeordnet sind, vgl. 2c, d. Die Antriebsräder 17,18 sind hier ringförmig bzw. als sogenanntes Hohlrad ausgebildet. Die Hohlräder 17,18 weisen z.B. innen eine Verzahnung auf, die einerseits als Lagerung des Hohlrades dient, andererseits für den Antrieb durch einen Antriebsmotor 25 verwendet werden, vgl. 2b.In the second embodiment 2a-d When the forklift wheel 10 rotates, the inner roller 12 of the respective pair of rollers successively comes into contact with two different drive wheels 17 and 18, which can be rotated about different axes A', which are each offset from the axis A of the forklift wheel 10, cf. 2c, i.e . The drive wheels 17,18 are ring-shaped or designed as a so-called ring gear. The internal gears 17, 18 have teeth, for example, which on the one hand serve as a bearing for the internal gear and on the other hand are used for driving by a drive motor 25, cf. 2 B .

Die Antriebsräder 17, 18 sind ortsfest und um die jeweilige Achse A' rotierbar. Aufgrund ihrer versetzten Achse A' kommt die jeweilige innere Rolle 12 nur in dem begrenzten Winkelabschnitt der Staplerradrotation in Eingriff zu der Außenkontur des jeweiligen Antriebsrads 17 bzw. 18, vgl. die beiden Winkelabschnitte W in 2c und 2d. Dieser begrenzte Winkelabschnitt umfasst bei dem Antriebsrad 18 aus 2c und bei dem Antriebsrad 17 aus 2d jeweils ca. 90° der Staplerradrotation, kann aber auch einen größeren oder kleineren Winkel umfassen. Das Antriebsrad 18 aus 2c ist im unteren Bereich des Staplerrads 10 angeordnet und dient zur Unterstützung des Ausstreifvorgangs der Elektrodenelemente 1 aus dem Staplerrad 10. Es wird im folgenden auch Ausstreif-Antriebsrad 18 genannt. Das Antriebsrad 17 aus 2d ist im oberen Bereich des Staplerrads 10 angeordnet und dient zur Unterstützung des Einlaufvorgangs der Elektrodenelemente 1 in das Staplerrad 10. Es wird im folgenden auch Einlauf-Antriebsrad 17 genannt.The drive wheels 17, 18 are stationary and can be rotated about the respective axis A'. Due to its offset axis A', the respective inner roller 12 only engages with the outer contour of the respective drive wheel 17 or 18 in the limited angular section of the forklift wheel rotation, see the two angular sections W in 2c and 2d . This limited angular section includes at the drive wheel 18 from 2c and at the drive wheel 17 off 2d each approx. 90° of the truck wheel rotation, but can also include a larger or smaller angle. The drive wheel 18 off 2c is arranged in the lower area of the stacker wheel 10 and serves to support the stripping process of the electrode elements 1 from the stacker wheel 10. It is also called stripping drive wheel 18 in the following. The drive wheel 17 off 2d is arranged in the upper area of the stacker wheel 10 and serves to support the running-in process of the electrode elements 1 into the stacker wheel 10. It is also called the run-in drive wheel 17 in the following.

Falls das Einlauf-Antriebsrad 17 nicht rotiert wird, wirkt es ähnlich wie das nicht-rotierbare Antriebsrad 16 des ersten Ausführungsbeispiels: Durch die Reibung der inneren Rolle 12 an dem Einlauf-Antriebsrad 17 wird die innere Rolle 12 in Rotation versetzt (im Uhrzeigersinn). Sie rollt auf der Außenkontur des Einlauf-Antriebsrad 17 ab. Wenn sich die innere Rolle 12 und die freilaufende äußere Rolle 13 reibschlüssig berühren, kann dadurch auch die äußere Rolle 13 in Rotation versetzt werden (entgegen zum Uhrzeigersinn). Das in das Fach eingeführte Elektrodenelement 1 wird durch den Eingriff des Rollenpaars 12,13 (bei großer Einlaufgeschwindigkeit) gebremst und/oder entlang des Fachs weitertransportiert.If the infeed drive wheel 17 is not rotated, it acts similarly to the non-rotatable drive wheel 16 of the first exemplary embodiment: the inner roller 12 friction on the infeed drive wheel 17 causes the inner roller 12 to rotate (clockwise). It rolls on the outer contour of the infeed drive wheel 17 . When the inner roller 12 and the freewheeling outer roller 13 frictionally contact each other, this can also cause the outer roller 13 to rotate (counterclockwise). The electrode element 1 introduced into the compartment is slowed down by the engagement of the pair of rollers 12, 13 (at a high infeed speed) and/or transported further along the compartment.

Das Einlauf-Antriebsrad 17 kann jedoch bei Bedarf um seine Achse A' rotiert werden. Dadurch lässt sich die Bewegung des Elektrodenelements entlang des Fachs steuern. In Abhängigkeit der Rotationsrichtung und Rotationsgeschwindigkeit des Einlauf-Antriebsrads 17 können die Elektrodenelemente 1 hier gebremst, beschleunigt oder weitertransportiert werden.However, the infeed drive wheel 17 can be rotated about its axis A' if required. This makes it possible to control the movement of the electrode element along the compartment. Depending on the direction of rotation and the rotational speed of the infeed drive wheel 17, the electrode elements 1 can be braked, accelerated or transported further here.

Bevorzugt wird das Einlauf-Antriebsrad 17 in derselben Rotationsrichtung R (im Uhrzeigersinn) rotiert wie das Staplerrad 10. Falls die Winkelgeschwindigkeit des Einlaufs-Antriebsrads 17 deutlich geringer gewählt wird als die des Staplerrads 10, wird erreicht, dass die Rolle 12 mit einer - im Vergleich zum Fall des nichtrotierten Einlauf-Antriebsrads 17 - geringeren Rotationsgeschwindigkeit rotiert (Rolle 12 im Uhrzeigersinn). Damit wird ein langsameres Weiterbewegen des jeweiligen Elektrodenelements 1 in Richtung Fachinneres erreicht als im Fall des nicht-rotierten Einlauf-Antriebsrads 17. Im Fall einer deutlich größeren Winkelgeschwindigkeit des Einlauf-Antriebsrads 17 im Vergleich zum Staplerrad 10 wird die Rotationsrichtung der Rolle 12 umgekehrt (Rolle 12 gegen den Uhrzeigersinn), so dass sie auf die Elektrodenelemente 1 eine Kraft ausübt, die in Richtung Fachäußeres gerichtet ist. Dies kann dazu benutzt werden, die in das Fach einlaufenden Elektrodenelemente 1 stark abzubremsen.The infeed drive wheel 17 is preferably rotated in the same direction of rotation R (clockwise) as the stacker wheel 10. If the angular speed of the infeed drive wheel 17 is selected to be significantly lower than that of the stacker wheel 10, the result is that the roller 12 with a - in Compared to the case of the non-rotating inlet drive wheel 17 - rotated at a lower rotational speed (roller 12 clockwise). This means that the respective electrode element 1 moves further in the direction of the compartment interior more slowly than in the case of the non-rotating infeed drive wheel 17. In the case of a significantly greater angular speed of the infeed drive wheel 17 compared to the stacker wheel 10, the direction of rotation of the roller 12 is reversed (roll 12 counterclockwise), so that it exerts a force on the electrode elements 1, which is directed towards the outside of the compartment. This can be used to strongly decelerate the electrode elements 1 entering the compartment.

Wenn dagegen das Einlauf-Antriebsrad 17 entgegengesetzt zur Rotationsrichtung R rotiert wie das Staplerrad 10, d.h. hier gegen den Uhrzeigersinn, wird entsprechend eine - im Vergleich zum Fall des nichtrotierten Einlauf-Antriebsrads 17 - größere Rotationsgeschwindigkeit der Rolle 12 erreicht, und damit ein schnelleres Weiterbewegen des jeweiligen Elektrodenelements 1 in Richtung Fachinneres.If, on the other hand, the infeed drive wheel 17 rotates in the opposite direction to the direction of rotation R as the stacker wheel 10, i.e. counterclockwise here, a correspondingly greater rotational speed of the roller 12 - compared to the case of the infeed drive wheel 17 not rotating - is achieved, and thus faster further movement of the respective electrode element 1 in the direction of the interior of the compartment.

Das Ausstreif-Antriebsrad 18 wirkt nur im unteren Bereich des Staplerrades auf die Rollen 12, kurz bevor diese bei ihrer Rotation den Ausstreifer 15 erreichen. Bevorzugt wird das Ausstreif-Antriebsrad 18 um seine Achse A' rotiert, und zwar in derselben Rotationsrichtung R (im Uhrzeigersinn) rotiert wie das Staplerrad 10, bevorzugt mit einer deutlich größeren Winkelgeschwindigkeit als das Staplerrad 10. Damit wird die Rotationsrichtung der Rolle 12 umgekehrt (gegen den Uhrzeigersinn), so dass sie auf die Elektrodenelemente 1 eine Kraft ausübt, die in Richtung Fachäußeres gerichtet ist. Das in dem jeweiligen Fach befindliche Elektrodenelement 1 wird durch den Eingriff des Rollenpaars 12, 13 bereits vor Erreichen des Ausstreifers 15 in Richtung Fachäußeres bewegt. Dadurch wird der Ausstreifvorgang unterstützt und/oder ein zu starkes Aufprallen der Elektrodenelemente 1 am Ausstreifer 15 vermieden.The stripping drive wheel 18 only acts on the rollers 12 in the lower area of the stacker wheel, just before they reach the stripper 15 during their rotation. Preferably, the stripping drive wheel 18 is rotated about its axis A' in the same direction of rotation R (clockwise) as the stacker wheel 10, preferably at a significantly greater angular velocity than the stacker wheel 10. The direction of rotation of the roller 12 is thus reversed ( counterclockwise), so that it exerts a force on the electrode elements 1, which is directed towards the outside of the compartment. The electrode element 1 located in the respective compartment is moved in the direction of the outside of the compartment by the engagement of the pair of rollers 12, 13 even before the stripper 15 is reached. This supports the stripping process and/or prevents the electrode elements 1 from hitting the stripper 15 too hard.

Im zweiten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung für jedes der beiden Staplerräder 10 jeweils ein Ausstreif-Antriebsrad 18 und ein Einlauf-Antriebsrad 17 auf.In the second exemplary embodiment, the device has a stripping drive wheel 18 and an infeed drive wheel 17 for each of the two stacker wheels 10 .

In anderen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung an jedem der beiden Staplerräder 10 nur ein Einlauf-Antriebsrad 17 auf, aber kein Ausstreif-Antriebsrad 18 oder umgekehrt, nur ein Ausstreif-Antriebsrad 18, aber kein Einlauf-Antriebsrad 17. Neben den mit Rollenpaaren und Antriebsrad/rädern ausgestatteten Staplerrädern können auch zusätzliche Staplerräder 10 auf derselben Achswelle angebracht sein und zum Stapeln der Elektrodenelemente verwendet werden, die aber nicht mit Rollenpaaren ausgestattet sind und für die auch kein Antriebsrad vorhanden ist.In other exemplary embodiments, the device has only one infeed drive wheel 17 on each of the two stacker wheels 10, but no stripping drive wheel 18, or vice versa, only one stripping drive wheel 18, but no infeed drive wheel 17. In addition to those with pairs of rollers and drive wheel/ In addition to the stacker wheels equipped with wheels, additional stacker wheels 10 can also be mounted on the same axle shaft and used for stacking the electrode elements, but which are not equipped with pairs of rollers and for which there is also no drive wheel.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2020/212316 A1 [0004]WO 2020/212316 A1 [0004]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels, mit den Schritten: - Einbringen jeweils eines Elektrodenelements (1) in jeweils ein Fach mindestens eines um eine Staplerradachse (A) rotierenden Staplerrads (10), das über den Umfang des Staplerrads verteilt mehrere Staplerradfinger (11) aufweist, zwischen denen jeweils das Fach zur Aufnahme eines Elektrodenelements gebildet ist, - Ausstreifen der in den Fächern des Staplerrads aufgenommenen Elektrodenelemente aus dem jeweiligen Fach des Staplerrads, während das Staplerrad um seine Staplerradachse (A) rotiert, wobei die Elektrodenelemente durch das Ausstreifen auf einen Elektrodenstapel abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eines der Fächer des Staplerrads ein Rollenpaar vorhanden ist, das eine innere Rolle (12) und eine äußere Rolle (13) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie auf einander gegenüber liegende Flächen eines in dem Fach aufgenommenen Elektrodenelements (1) einwirken, um die Bewegung des Elektrodenelements entlang des Fachs zu beeinflussen.Method for producing an electrode stack, with the steps: - introducing one electrode element (1) into each compartment of at least one stacker wheel (10) rotating about a stacker wheel axis (A) and having several stacker wheel fingers (11) distributed over the circumference of the stacker wheel, between which the compartment for receiving an electrode element is formed, - stripping the electrode elements received in the compartments of the stacker wheel out of the respective compartment of the stacker wheel while the stacker wheel rotates about its stacker wheel axis (A), with the electrode elements being placed on an electrode stack by the stripping be characterized in that for at least one of the compartments of the stacker wheel there is a pair of rollers comprising an inner roller (12) and an outer roller (13) which are arranged so that they lie on opposite surfaces of a in the compartment recorded electrode element (1) act to the movement of the electr affect floor element along the compartment. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und äußere Rolle des Rollenpaars (12,13) zur Einwirkung auf das in dem Fach aufgenommene Elektrodenelement (1) verwendet werden ohne zur Rotation angetrieben zu werden.procedure after claim 1 , characterized in that the inner and outer rollers of the pair of rollers (12,13) are used to act on the electrode element (1) accommodated in the compartment without being driven to rotate. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und/oder äußere Rolle des Rollenpaars, vorzugsweise indirekt, angetrieben werden, insbesondere unter Verwendung der Rotationsbewegung des Staplerrads, beispielsweise mit Hilfe eines Antriebsrads (16, 17, 18).procedure after claim 1 , characterized in that the inner and/or outer roller of the pair of rollers are driven, preferably indirectly, in particular using the rotational movement of the stacker wheel, for example with the aid of a drive wheel (16, 17, 18). Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels, mit - mindestens einem um eine Staplerradachse rotierbaren Staplerrad (10), das über den Umfang des Staplerrads verteilt mehrere Staplerradfinger (11) aufweist, zwischen denen jeweils ein Fach zur Aufnahme eines in das Fach eingebrachten Elektrodenelements (1) gebildet ist, und - einem Ausstreifer (15), der dazu ausgebildet ist, die in den Fächern des Staplerrads aufgenommenen Elektrodenelemente aus dem jeweiligen Fach auszustreifen, wenn das Staplerrad um seine Staplerradachse (A) rotiert, wobei die Elektrodenelemente durch das Ausstreifen auf einen Elektrodenstapel abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für mindestens eines der Fächer des Staplerrads ein Rollenpaar aufweist, das eine innere Rolle (12) und eine äußere Rolle (13) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie auf einander gegenüber liegende Flächen eines in dem Fach aufgenommenen Elektrodenelements (1) einwirken können, um die Bewegung des Elektrodenelements entlang des Fachs zu beeinflussen.Device for producing an electrode stack, with - at least one stacker wheel (10) which can be rotated about a stacker wheel axis and which has several stacker wheel fingers (11) distributed over the circumference of the stacker wheel, between which a compartment for receiving an electrode element (1) introduced into the compartment is formed and - a stripper (15), which is designed to strip the electrode elements received in the compartments of the stacker wheel out of the respective compartment when the stacker wheel rotates about its stacker wheel axis (A), the electrode elements being placed on an electrode stack by the stripping are, characterized in that the device for at least one of the compartments of the stacker wheel has a pair of rollers, which has an inner roller (12) and an outer roller (13) which are arranged so that they are on opposite surfaces of a in the Specialist recorded electrode element (1) can act to the movement of the electric affecting denelements along the compartment. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für das jeweilige Fach vorhandene äußere und innere Rolle des jeweiligen Rollenpaars (12,13) entlang des jeweiligen Fachs von außen nach innen betrachtet, an einer Position angeordnet sind, die 20%-80% der Fachlänge entspricht.device after claim 4 , characterized in that the outer and inner rollers of the respective pair of rollers (12, 13) provided for the respective compartment are arranged at a position along the respective compartment viewed from the outside inwards which corresponds to 20%-80% of the compartment length. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die innere und/oder äußere Rolle des Rollenpaars (12,13), vorzugsweise indirekt, zur Rotation anzutreiben, insbesondere unter Verwendung der Rotationsbewegung des Staplerrads (10).Device according to one of Claims 4 until 5 , characterized in that the device is designed to drive the inner and/or outer roller of the pair of rollers (12, 13), preferably indirectly, to rotate, in particular using the rotary movement of the stacker wheel (10). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Bereich des Staplerrads ein Antriebsrad (16, 17, 18) aufweist, das derart angeordnet ist, dass das Antreiben der inneren Rolle (12)/äußeren Rolle des Rollenpaars durch eine Wechselwirkung der inneren Rolle (12)/äußeren Rolle (13) mit dem Antriebsrad (16,17,18) erreicht wird, insbesondere unter Verwendung der Rotationsbewegung des Staplerrads.Device according to one of Claims 4 until 6 , characterized in that the device has a drive wheel (16, 17, 18) in the area of the stacker wheel, which is arranged in such a way that the driving of the inner roller (12)/outer roller of the pair of rollers is achieved by an interaction of the inner roller (12) / outer roller (13) is achieved with the drive wheel (16,17,18), in particular using the rotational movement of the stacker wheel. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (16, 17, 18) derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass es nur in einem begrenzten Winkelabschnitt (W) der Rotation des Staplerrads (10) in Wechselwirkung mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars tritt, insbesondere in einem Winkelabschnitt von höchstens 270° der Staplerradrotation.device after claim 7 , characterized in that the drive wheel (16, 17, 18) is designed and/or arranged in such a way that it only interacts with the inner/outer roller of the pair of rollers in a limited angular section (W) of the rotation of the stacker wheel (10). , in particular in an angular section of at most 270° of the forklift wheel rotation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (17, 18) derart an der Vorrichtung befestigt ist, dass es um eine Achse rotierbar ist, insbesondere um die Staplerradachse (A) oder um eine versetzt zu der Staplerradachse liegende Achse (A'), wobei das Antriebsrad vorzugsweise als Hohlrad ausgebildet ist.Device according to one of Claims 7 until 8th , characterized in that the drive wheel (17, 18) is attached to the device in such a way that it can be rotated about an axis, in particular about the forklift wheel axis (A) or about an axis (A') offset from the forklift wheel axis, the Drive wheel is preferably designed as a ring gear. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (17, 18) derart an der Vorrichtung befestigt ist, dass es um eine Achse (A') rotierbar ist, die zu der Staplerradachse (A) versetzt angeordnet ist, wobei der Versatz zwischen der Achse (A') des Antriebsrads (17) und der Staplerradachse (A) insbesondere derart gewählt ist, dass die Außen-/ Innenkontur des Antriebsrads in dem begrenzten Winkelabschnitt (W) der Rotation des Staplerrads in Wechselwirkung mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars (12, 13) tritt, um diese anzutreiben.Device according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that the drive wheel (17, 18) is attached to the device in such a way that it is rotatable about an axis (A') which is offset from the stacker wheel axis (A), the offset between the axis (A ') of the drive wheel (17) and the stacker wheel axis (A) is selected in particular in such a way that the outer/inner contour of the drive wheel in the limited angular section (W) of rotation of the stacker wheel interacts with the inner/outer roller of the pair of rollers (12, 13) steps to propel them. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A') des Antriebsrads (18) unterhalb der Staplerradachse (A) angeordnet ist und ggf. seitlich versetzt dazu angeordnet ist, wobei der seitliche Versatz so ist, dass die Achse des Antriebsrads, in Transportrichtung (T) der am Staplerrad ankommenden Elektrodenelemente betrachtet, hinter der Staplerradachse (A) liegt.device after claim 10 , characterized in that the axis (A') of the drive wheel (18) is arranged below the forklift wheel axis (A) and is optionally arranged laterally offset thereto, the lateral offset being such that the axis of the drive wheel, in the transport direction (T ) of the electrode elements arriving at the stacker wheel is located behind the stacker wheel axis (A). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A') des Antriebsrads (17) oberhalb der Staplerradachse (A) angeordnet ist und ggf. seitlich versetzt dazu angeordnet ist, wobei der seitliche Versatz so ist, dass die Achse des Antriebsrads, in Transportrichtung (T) der am Staplerrad ankommenden Elektrodenelemente betrachtet, hinter der Staplerradachse (A) liegt.device after claim 10 , characterized in that the axis (A') of the drive wheel (17) is arranged above the forklift wheel axis (A) and is optionally arranged laterally offset thereto, the lateral offset being such that the axis of the drive wheel, in the transport direction (T ) of the electrode elements arriving at the stacker wheel is located behind the stacker wheel axis (A). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (16) nicht-rotierbar an der Vorrichtung befestigt ist, wobei die Außen-/Innenkontur des Antriebsrads insbesondere derart geformt ist, dass das Antriebsrad nur in dem begrenzten Winkelabschnitt (W) der Rotation des Staplerrads in Wechselwirkung mit der inneren/äußeren Rolle des Rollenpaars (12, 13) tritt, um diese anzutreiben.Device according to one of Claims 7 until 8th , characterized in that the drive wheel (16) is non-rotatably attached to the device, the outer/inner contour of the drive wheel being shaped in particular in such a way that the drive wheel only interacts in the limited angular section (W) of rotation of the stacker wheel with the inner/outer roller of the pair of rollers (12, 13) to drive them. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die innere und/oder äußere Rolle (12,13) des Rollenpaars zur Einwirkung auf das in dem Fach aufgenommene Elektrodenelement (1) zu verwenden, ohne diese zur Rotation anzutreiben.Device according to one of Claims 4 until 5 , characterized in that the device is adapted to use the inner and/or outer roller (12, 13) of the pair of rollers to act on the electrode element (1) accommodated in the compartment without driving it to rotate. Vorrichtung zum Transportieren und Ablegen von Elektrodenelementen, gekennzeichnet durch - eine Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels nach einem der Ansprüche 4 bis 14, und - mindestens eine Transporteinrichtung (20) zum Transportieren von Elektrodenelementen (1) einzeln nacheinander zu dem Staplerrad (10) der Vorrichtung und zum Einbringen jeweils eines der Elektrodenelemente in jeweils eines der Fächer des Staplerrads (10).Device for transporting and depositing electrode elements, characterized by - a device for producing an electrode stack according to one of Claims 4 until 14 , and - at least one transport device (20) for transporting electrode elements (1) one after the other to the stacker wheel (10) of the device and for introducing one of the electrode elements into one of the compartments of the stacker wheel (10).
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