DE102021001855A1

DE102021001855A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bilden eines Stapels von flächigen Elementen für einen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle

Info

Publication number: DE102021001855A1
Application number: DE102021001855.9A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Königer; Andreas Jakobs
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2022-10-13
Also published as: WO2022214221A1

Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zum Bilden eines Stapels aus flächigen Elementen, beispielsweise Elektroden, für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle, unter Verwendung eines Stapelrades, das in einer vorgegebenen Drehrichtung drehbar ist und Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, bei dem ein einzelnes der flächiges Elemente zu dem sich in der vorgegebenen Drehrichtung drehenden Stapelrad transportiert wird und in eines der Stapelfächer des Stapelrades eintritt, das flächige Element in dem Stapelfach durch Drehen des Stapelrades weitertransportiert wird, und in einer vorgegebenen Phase der Drehbewegung aus dem Stapelfach entfernt wird, wobei während des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder während des Transports in dem Stapelfach in einem vorgegebenen Blasbereich ein Luftstrom auf das flächige Element gerichtet wird, so dass auf das jeweilige flächige Element eine Kraft ausgeübt wird.. Weiter ist ein Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden eines Stapels von flächigen Elementen für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle. Bei den flächigen Elementen kann es sich insbesondere um Elektroden- oder Separatorelemente für die genannten Energiespeicher oder Brennstoffzellen handeln.
In den letzten Jahren hat das Interesse an der Verwendung von elektrischer Energie für Antriebszwecke drastisch zugenommen. Ist der Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, nicht stationär oder verfügt er über keinen Anschluss an ein Stromnetz, muss die Energie gespeichert und mitgeführt werden. Dies trifft insbesondere auf Kraftfahrzeuge zu. Zur mobilen Bereitstellung von elektrischer Energie sind unter anderem zwei Alternativen bekannt Zum einen können elektro-chemische Energiespeicher, in denen Energie in chemischer Form gespeichert werden kann, verwendet werden. Beispiele hierfür sind Akkumulatoren und Batterien. Zum anderen sind Energiewandler bekannt, die die zugeführten Brennstoffe direkt in elektrische Energie umsetzen, insbesondere Brennstoffzellen.
Bei beiden Alternativen werden Elektrodenanordnungen verwendet, die zwei Elektroden, Anode und Kathode, und eine zwischen den Elektroden angeordnete Schicht, beispielsweise eine Separatorschicht oder eine Elektrolytschicht, umfassen, die eine galvanische Zelle bilden. Bei wichtigen für die Anwendung vorgesehenen Ausführungsformen sind die Elektroden bzw. Schichten flächig ausgebildet und werden in Form von Stapeln verwendet. Im Fall von Energiespeichern sind beispielsweise sogenannte prismatische Zellen oder Pouch-Zellen bekannt, bei denen die Stapel in einem Gehäuse oder einer Folie eingeschlossen sind.
Ein bei einer Großserienfertigung wesentlicher Schritt bei der Herstellung solcher Energiespeicher oder Brennstoffzellen umfasst das Bilden von Stapeln der genannten Elektroden bzw. Schichten. Für die Zwecke des Stapelns weisen die Elektroden und Schichten ähnliche Eigenschaften auf: sie sind flächige Elemente, die meist weniger als 2-3 mm dick und mehr oder weniger biegsam sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter flächigen Elementen für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle, flächige Elemente verstanden, die einzeln gehandhabt werden können und in den genannten fertigen Energiespeichern oder Brennstoffzellen in gestapelter Form vorliegen. Beispiele für solche flächigen Elemente sind Elektroden, die selbst einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen können, oder Zwischenschichten wie Separatorelemente oder Trennmembranen, sowie aus diesen aufgebaute Zellen. Solche Elemente können aber auch Elektroden und mit diesen verbundene Separatorelemente umfassen. Weiter kann es sich bei den Elementen auch um Monozellen handeln, die eine Anode, eine Separatorschicht, eine Kathode und wieder eine Separatorschicht aufweisen. Anode und Kathode können dabei auch vertauscht sein.
Bei der Bildung solcher Stapel sollten die Elemente möglichst genau übereinander gestapelt werden, wobei aber die Elemente, insbesondere deren Kanten, nicht oder möglichst wenig beschädigt werden sollten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bilden eines Stapels von flächigen Elementen für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle anzugeben, das eine schnelle Stapelbildung erlaubt, wobei aber Beschädigungen der flächigen Elemente, insbesondere von deren Kanten, möglichst vermieden werden. Weiter soll eine Vorrichtung zum Bilden eines Stapels von flächigen Elementen für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle bereitgestellt werden, mit der das Verfahren durchführbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und insbesondere durch ein Verfahren zum Bilden eines Stapels aus flächigen Elementen, beispielsweise Elektroden, für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle, unter Verwendung eines Stapelrades, das in einer vorgegebenen Drehrichtung drehbar ist und Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, bei dem ein einzelnes der flächigen Elemente zu dem sich in der vorgegebenen Drehrichtung drehenden Stapelrad transportiert wird und in eines der Stapelfächer des Stapelrades eintritt, das flächige Element in dem Stapelfach durch Drehen des Stapelrades weitertransportiert wird, und in einer vorgegebenen Phase der Drehbewegung aus dem Stapelfach entfernt wird. Dabei wird während des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder während des Transports in dem Stapelfach in einem vorgegebenen Blasbereich, den das flächige Element passiert, ein Luftstrom auf das flächige Element gerichtet, so dass auf das jeweilige flächige Element eine Kraft ausgeübt wird.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere eine Stapelvorrichtung zum Bildens eines Stapels aus flächigen Elementen, beispielsweise Elektrodenelementen, für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle, die einzeln in einen Aufnahmebereich der Stapelvorrichtung eintreten, umfassend wenigstens ein in einer vorgegebenen Richtung drehbar gelagertes Stapelrad, das Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, so dass sich jeweils in den Stapelfächern wenigstens teilweise befindliche, flächige Elemente beim Drehen des Stapelrades transportiert werden, und eine Blaseinrichtung zur Abgabe eines Luftstroms in einen vorgegebenen Blasbereich, den flächige Elemente in den Stapelfächern bei Drehung des Stapelrades durchqueren, so dass auf die jeweiligen flächigen Elemente eine Kraft ausgeübt wird. Vorzugsweise ist der Luftstrom gerichtet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung wird zum Bilden des Stapels ein Stapelrad verwendet, das in einer vorgegebenen Drehrichtung drehbar gelagert ist und beim Stapeln gedreht wird. Vorzugsweise weist die Stapelvorrichtung hierzu einen Antrieb auf, der dazu ausgebildet ist, das Stapelrad in einer vorgegebenen Drehrichtung zu drehen. Das Stapelrad weist Stapelfächer zur Aufnahme der flächigen Elemente auf, die zwei sich gegenüberliegende Wände aufweisen. Die Stapelfächer können durch Stapelfinger des Stapelrades gebildet werden und am Umfang des Stapelrades jeweils eine Stapelfachöffnung aufweisen, so dass sie am Umfang des Stapelrades offen sind.
Zum Bilden eines Stapels wird jeweils ein einzelnes flächiges Element, das in einen bestimmten Bereich der Stapelvorrichtung, den Aufnahmebereich, eintritt, in eines der Stapelfächer des sich in einer vorgegebenen Drehrichtung drehenden Stapelrades eingeführt bzw. hineingefördert. Durch Drehen des Stapelrades wird es dann in dem Stapelfach weitertransportiert, bis es in einer vorgegebenen Phase der Drehbewegung aus dem Stapelfach austritt.
Bei einer Fördergeschwindigkeit, die größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit des Stapelrades und damit die Bahngeschwindigkeit der Stapelfachöffnung, würde das flächige Element in das Stapelfach eintreten und sich dort weiterbewegen bis es relativ zu dem Stapelfach zur Ruhe gekommen ist oder in anderen Fällen ausgestreift wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird während des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/ oder während des Transports in dem Stapelfach in dem vorgegebenen Blasbereich, den das flächige Element passiert, ein Luftstrom auf das flächige Element gerichtet, so dass durch den Luftstrom bei Wechselwirkung mit dem flächigen Element beziehungsweise beim Auftreffen auf das flächige Element eine Kraft auf das jeweilige flächige Element ausgeübt wird, um es in dem Fach zu beeinflussen, beispielsweise in dem Stapelfach ausrichten, bremsen oder bewegen zu können.
Ohne die erfindungsgemäße Verwendung von Luft würde die Bewegung des flächigen Elements in dem Stapelfach allein durch dessen Trägheit und die durch die Stapelfachwände ausgeübten Kräfte bestimmt. Das flächige Element würde in das Stapelfach eintreten und sich dort geradlinig weiterbewegen, in der Regel bis eine in Bewegungsrichtung vordere Kante, die Vorderkante, mit einer Stapelfachwand in Kontakt kommt, meist auf diese aufprallt. Je nach Förder- und Umfangsgeschwindigkeit könnten dann hohe Kräfte auf die Vorderkante des flächigen Elements ausgeübt werden, die diese beschädigen könnten. Insbesondere bei in Transportrichtung etwas steiferen Elementen würde die Vorderkante des flächigen Elements mehr oder weniger hart auf einen Wandbereich des Stapelfachs treffen und durch diesen abgelenkt oder gestoppt werden. Durch die Verwendung der Luft bzw. Luftströmung, also eines fluiden Mediums, ist es möglich, schonender eine Kraft auf das flächige Element auszuüben, die vorzugweise auch relativ zum Stapelfach wirkt Insbesondere kann in dem Stapelfach eine Kraft schonend ausgeübt werden, die in Größe und Richtung wenigstens teilweise unabhängig von der Trägheit und der Härte der Stapelfachwände ist. Damit ist ein schonendes Stapeln der flächigen Elemente möglich.
Durch die Anwendung der Luft können je nach Ausführungsform unterschiedliche Kräfte auf das flächige Element beim Eintritt in das Stapelfach oder in dem Stapelfach ausgeübt werden. Dabei wird darunter, dass eine Kraft in einer bestimmten Richtung wirkt, verstanden, dass die Gesamtkraft eine in dieser Richtung wirkende Komponente aufweist.
So können bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens die Stapelfächer sich gegenüberliegende Wände aufweisen, und der Luftstrom kann eine Kraft auf das flächige Element in Richtung auf eine der Wände des Stapelfachs zu und/oder in Richtung von einer der Wände des Stapelfachs weg ausüben. Bei der Stapelvorrichtung können dazu die Stapelfächer jeweils sich gegenüberliegende Wände aufweisen und die Blaseinrichtung kann vorzugsweise so ausgebildet sein, das der Luftstrom eine Kraft auf ein jeweiliges in einem der Stapelfächer wenigstens teilweise befindliches flächiges Element in Richtung einer der Wände des Stapelfachs ausübt. Darunter, dass auch eine Kraft in Richtung einer der Wände ausgeübt wird, wird verstanden, dass die durch den Luftstrom hervorgerufene Gesamtkraft auf das flächige Element eine Komponente aufweist, die auf die Stapelfachwand gerichtet ist. Der Luftstrom kann dazu insbesondere so gerichtet sein, dass er auf eine Fläche des flächigen Elements trifft. Der Luftstrom kann dazu vorzugsweise eine Komponente in radialer Richtung zur Drehachse hin oder nach außen in Richtung des Umfangs des Stapelrades aufweisen. Diese Ausführungsform kann zum einen den Vorteil bieten, dass eine in Bewegungsrichtung des flächigen Elements vordere Kante, die Vorderkante, von einer der Wände, auf die sie auftreffen würde, weggedrängt werden kann, so dass ein Aufprall auf die Stapelfachwand abgeschwächt oder ganz vermieden werden kann. Dies schont das flächige Element. Zum anderen kann die Ausführungsform auch den Vorteil bieten, das flächige Element mit wenigstens einem Abschnitt seiner Fläche gegen eine der Wände zu drücken und so ein Abbremsen durch Reibung des flächigen Elements an der Stapelfachwand zu erzielen bzw. zu verstärken.
Der Luftstrom kann vorzugsweise auch eine Komponente entlang des Stapelfachs in dem Blasbereich aufweisen. So kann bei dem Verfahren vorzugsweise der Luftstrom so auf das flächige Element gerichtet werden, dass durch diesen auf das flächige Element eine Kraft entlang einer der Wände des Stapelfachs ausgeübt wird. Bei der Stapelvorrichtung ist es dazu bevorzugt, dass das Stapelfach sich gegenüberliegende Wände aufweist und die Blaseinrichtung so ausgebildet ist, dass durch den Luftstrom auf das flächige Element auch eine Kraft entlang einer der Wände des Stapelfachs ausgeübt wird. Darunter, dass auch eine Kraft entlang einer der Wände ausgeübt wird, wird verstanden, dass die durch den Luftstrom hervorgerufene Gesamtkraft auf das flächige Element eine Komponente aufweist, die entlang einer der Wände verläuft. Insbesondere kann die Kraft wenigstens teilweise parallel zu der Stapelfachwand gerichtet sein. Besonders bevorzugt ist die Komponente des Luftstroms und damit auch die Komponente der Kraft auf die Stapelfachöffnung und damit entgegen einer möglichen Bewegungsrichtung des flächigen Elements in dem Stapelfach bzw. innerhalb des Stapelfachs gerichtet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass das flächige Element durch Reibung an der Luft abgebremst werden kann. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das flächige Element an keiner der Wände wenigstens zeitweise mit einem größeren Flächenabschnitt anliegt.
Der Luftstrom kann prinzipiell beliebig erzeugt werden. Häufig wird die Stapelvorrichtung dazu eine Pumpe aufweisen, die Luft fördert. Die Formung und Ausrichtung der Luftströmung kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. So kann bei der Stapelvorrichtung die Blaseinrichtung vorzugweise wenigstens eine Luftauslassöffnung aufweisen, durch die der Luftstrom abgegeben wird. Die Luftauslassöffnung kann beispielsweise in einer mit der Pumpe verbundenen Luftleitung, einem mit der Pumpe verbundenen Luftkanal oder -rohr ausgebildet sein. Je nach Größe Luftauslassöffnung kann vorzugsweise ein breiterer Luftstrom erzeugt werden. Um die zuvor genannten Effekte aber mit geringem Aufwand zu erzielen und den Verbrauch an Luft zu reduzieren, ist bei dem Verfahren der Luftstrom vorzugsweise stark gerichtet. Bei der Stapelvorrichtung kann dazu die Blaseinrichtung vorzugsweise wenigstens eine Düse zur Abgabe des Luftstroms aufweist. Besonders bevorzugt werden mehrere quer zur Transportrichtung angeordnete Luftauslassöffnungen oder Düsen verwendet, so dass Kräfte auf dem flächigen Element möglichst gut räumlich verteilt erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Luftauslassöffnung bzw. der Querschnitt der Düse quer zur Drehebene des Stapelrades länglich ist, das heißt quer zur Drehebene des Stapelrades weiter ist als parallel zu dieser, so dass ein quer zur Transportrichtung breiterer Luftstrom erzeugt werden kann.
Die Luftauslassöffnung bzw. Düse kann prinzipiell beliebig angeordnet sein, sofern der geforderte Effekt erzielt werden kann. Vorzugsweise wird bei dem Verfahren der Luftstrom neben einer Drehebene erzeugt, in der sich die Stapelfächer bei Drehung bewegen. Bei der Stapelvorrichtung kann dazu vorzugsweise die Luftauslassöffnung bzw. die Düse neben einer Drehebene angeordnet sein, in der sich die Stapelfächer bei Drehung bewegen. Ist das Stapelrad scheibenförmig kann die Luftauslassöffnung bzw. die Düse in einem Bereich neben dem Stapelrad angeordnet sein. Der Luftstrom fließt dann neben der Ebene des Stapelrades. Diese Ausführung erlaubt eine platzsparende Ausbildung, bei der der Abstand zwischen der Luftauslassöffnung bzw. Düse und dem flächigen Element zudem klein gehalten werden kann, was den Luftverbrauch reduzieren kann.
Prinzipiell kann der Luftstrom permanent erzeugt werden. Es ist bei dem Verfahren jedoch bevorzugt, dass die Stärke des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Stapelrades und /oder einem Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder einer Stellung des Stapelrades gesteuert wird. Die Stapelvorrichtung weist dazu weiter einen Sensor zur Erfassung eines Zeitpunkts des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder einen Sensor zur Ermittlung einer Stellung des Stapelrades und eine mit der Blaseinrichtung und dem Sensor bzw. den Sensoren über Signalverbindungen verbundene Steuereinrichtung auf, die Signale an die Blaseinrichtung abgibt, um die Stärke des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Stapelrades und /oder einem Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder einer Stellung des Stapelrades zu steuern. Insbesondere kann der Luftstrom ein- oder ausgeschaltet werden. Es ist aber auch möglich, die Stärke des Luftstroms zu modulieren, beispielsweise in dem Zeitraum, in dem ein flächiges Element, dessen Eintrittszeitpunkt erfasst wurde, durch den Blasbereich transportiert wird.
Bei dem Verfahren und der Stapelvorrichtung braucht prinzipiell nur ein Stapelrad verwendet zu werden. Es ist jedoch bei dem Verfahren bevorzugt, dass ein weiteres in der vorgegebenen Richtung drehbares Stapelrad verwendet wird, das Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, dass das Stapelrad und das weitere Stapelrad synchron gedreht werden, und dass der Blasbereich ganz oder teilweise zwischen den Stapelrädern liegt. Die Stapelvorrichtung kann dazu weiter ein in der vorgegebenen Richtung drehbares weiteres Stapelrad aufweisen, das Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, und bei der die Blaseinrichtung dazu ausgebildet ist, dass der Blasbereich ganz oder teilweise zwischen den Stapelrädern liegt. Dabei können Stapelrad und weiteres Stapelrad gleich ausgebildet und um die gleiche Drehachse synchron drehbar, vorzugsweise angetrieben sein. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass durch den Luftstrom entstehende Kräfte auf das flächige Element in beiden Stapelfächern ähnlicher sind, was Störungen reduziert und eine ungleichmäßige Beanspruchung der flächigen Elemente beim Stapeln reduziert oder sogar verhindert.
Ein in einem der Stapelfächer befindliches flächiges Element wird bei dem Verfahren in einer vorgegebenen Phase der Drehbewegung aus dem Stapelfach entfernt. Dies kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Stapelvorrichtung weiter einen Ausstreifer zum Ausstreifen des flächigen Elements aus dem Stapelfach aufweisen. Der Ausstreifer kann sich vorzugsweise nicht mit der Drehgeschwindigkeit des Stapelrades mitdrehen. Insbesondere kann er ruhen. Er hält das auf ihn auftreffende flächige Element in seiner Bewegung an, wodurch es aus dem sich weiterdrehenden Stapelfach ausgestreift wird.
Der Ausstreifer kann insbesondere die Bewegung eines in einem der Stapelfächer befindlichen flächigen Elements stoppen, so dass durch die fortgesetzte Bewegung des Stapelrades das Element aus dem Fach ausgestreift werden kann. Die vorgegebene Phase der Drehbewegung ist dann durch die Lage und Gestaltung des Ausstreifers bestimmt.
Zur Bildung eines Stapels kann die Stapelvorrichtung weiter eine Ablage umfassen, auf der aus den Stapelfächern ausgetretene flächige Elemente gestapelt werden können. Diese kann vorzugsweise so angeordnet sein, dass aus den Stapelfächern entfernte, insbesondere mittels eines Ausstreifers ausgestreifte flächige Elemente auf der Ablage oder bereits auf der Ablage befindliche flächige Elemente abgelegt werden.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung kann das Stapelrad in manchen Ausführungsformen allein durch den Impuls der eintretenden flächigen Elemente gedreht werden. Es ist jedoch bei der Vorrichtung bevorzugt, dass eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das Stapelrad gedreht werden kann. Bei dem Verfahren ist es dann bevorzugt, dass das Stapelrad mittels einer Antriebseinrichtung gedreht wird. Die Verwendung der Antriebseinrichtung hat unter anderem den Vorteil, dass die Drehbewegung in ihrer Geschwindigkeit und Phasenlage einfacher auf die Transportbewegung der Elemente vor Eintritt in den Aufnahmebereich abgestimmt werden kann.
Die Stapelvorrichtung braucht keine Transporteinrichtung zum Transportieren vereinzelter flächiger Elemente aufzuweisen. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung aber weiter eine Transporteinrichtung zum Transportieren vereinzelter flächiger Elemente zu dem Stapelrad, wobei die Transporteinrichtung und das wenigstens eine Stapelrad so zueinander angeordnet sind, dass ein von der Transporteinrichtung herangeführtes flächiges Element in eines der Stapelfächer transportiert wird, das sich an der Transporteinrichtung vorbeibewegt. Vorzugsweise sind der Antrieb des Stapelrades und die Transporteinrichtung aufeinander abgestimmt gesteuert.
Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der Zeichnungen erläutert Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für eine Stapelvorrichtung für flächige Elemente in Form von Monozellen, 2 eine schematische Darstellung einer Monozelle
3 eine schematische Ansicht von Stapelrädern der Stapelvorrichtung in 1 in Transportrichtung der flächigen Elemente bzw. in einer Richtung parallel zu einer Drehebene von Stapelrädern der Stapelvorrichtung,
4 eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Stapelrades in 1,
5 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels für eine Stapelvorrichtung für flächige Elemente in Form von Monozellen,
6 eine schematische Ansicht von Stapelrädern der Stapelvorrichtung in 5 in Transportrichtung der flächigen Elemente bzw. in einer Richtung parallel zu einer Drehebene von Stapelrädern der Stapelvorrichtung,
7 eine schematische Ansicht auf einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels für eine Stapelvorrichtung für flächige Elemente in Form von Monozellen, und
8 eine schematische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels für eine Stapelvorrichtung für flächige Elemente in Form von Monozellen.

Eine Stapelvorrichtung 10 zum Bilden eines Stapels von flächigen Elementen 12 für einen elektro-chemischen Energiespeicher, im Beispiel Monozellen für einen Akku, in den 1 und 3 umfasst eine Transporteinrichtung 14 zum Transportieren vereinzelter flächiger Elemente 12, zwei jeweils um eine Drehachse drehbar gelagerte Stapelräder 16 und 16' mit Stapelfächern 18 bzw. 18' sowie einen Antrieb 22, im Beispiel einen Elektromotor zum Drehen der Stapelräder 16,16' in einer vorgegebenen Drehrichtung D. Weiter umfasst die Stapeleinrichtung 10 zwischen den Stapelrädern 16 und 16' an einer vorgegebenen Position einen Ausstreifer 24 zum Ausstreifen von flächigen Elementen 12 aus den Stapelrädern 16 und 16' und in der Nähe des Ausstreifers 24 eine Ablage 26, auf der aus dem Stapelrad 16 bzw. 16' ausgestreifte bzw. austretende flächige Elemente 12 abgelegt bzw. gestapelt werden können. Die gleich ausgebildeten Stapelräder 16 und 16' sind parallel zueinander so angeordnet, dass sie um die gleiche geometrische Drehachse drehbar sind. Weiter sind sie synchron angetrieben.
Die Stapelvorrichtung 10 verfügt weiter über eine Blaseinrichtung 28 zur Abgabe eines Luftstroms in einen vorgegebenen Blasbereich B, den flächige Elemente 12 in den Stapelfächern 18 bei Drehung des Stapelrades 16 bzw. 16' durchqueren, so dass auf die jeweiligen flächigen Elemente dann eine Kraft ausgeübt wird. Die Blaseinrichtung 28 umfasst eine Pumpe 30 und zwei Düsen 31 und 31', die über eine Luftleitung 33 mit der Pumpe 30 verbunden sind, so dass von der Pumpe geförderte Luft durch die Düsen 31 und 31' abgegeben werden kann.
Unter Monozellen werden dabei flächige Elemente 12 mit rechteckiger Grundfläche verstanden (vgl. 2), die, übereinander angeordnet, eine Anode AN, eine Separatorschicht SS1, einen Kathode KA und wieder eine Separatorschicht SS2 aufweisen.
Die nur teilweise gezeigte Transporteinrichtung 14 dient zum Transportieren vereinzelter flächiger Elemente 12 in einen Aufnahmebereich A der Stapelvorrichtung 10. Die flächigen Elemente 12 werden dabei im Quertransport gefördert, bei dem die längere Seite der flächigen Elemente quer zur Transportrichtung T ausgerichtet ist, die kürzere parallel zur Transportrichtung T. Die Transporteinrichtung 14 und das Stapelrad 16 bzw. 16' sind so zueinander angeordnet, dass ein von der Transporteinrichtung 14 herangeführtes flächiges Element 12 in eines der Stapelfächer 18 bzw. 18' transportiert wird, wenn sich dieses durch den Aufnahmebereich A bewegt. Die Transporteinrichtung 14 weist über einen nicht gezeigten Antrieb, teilweise von dem Antrieb angetriebene Rollen 34, und über die Rollen 34 geführte angetriebene Transportriemen 36 auf, zwischen denen die flächigen Elemente 12 in den Aufnahmebereich A gefördert werden.
Die Stapelräder 16 und 16' sind gleich ausgebildet und parallel angeordnet Daher wird nur das Stapelrad 16 näher beschrieben, die Ausführungen gelten dann für das Stapelrad 16' entsprechend.
Das Stapelrad 16 weist Stapelfinger 38 auf, von denen jeweils zwei benachbarte Stapelfinger ein Stapelfach 18 bilden, das am Umfang des Stapelrades 16 offen ist und dort eine Stapelfachöffnung 40 aufweist. Die Stapelfächer besitzen daher sich gegenüberliegende Stapelfachwände 42 und 42(1), die durch entsprechende Oberflächen der Stapelfinger 38 gebildet werden. Das Stapelfach 18 verläuft von der Stapelfachöffnung 40 in Richtung des Inneren des Stapelrades 16 und endet mit einem Stapelfachboden. Die Weite des Stapelfachs 18 ist durch die Form und den Abstand der Stapelfinger 38 bestimmt und so gewählt, dass flächige Elemente 12 in das Stapelfach 18 eintreten und darin transportiert werden können, wenn sie in geeigneter Richtung aus dem Aufnahmebereich A kommen. Durch Drehen des Stapelrades 16 und damit des Stapelfachs 18 ist die Stapelfachöffnung 40 durch den Aufnahmebereich A beweg- bzw. schwenkbar, so dass ein in den Aufnahmebereich A gefördertes flächiges Element 12 in das Stapelfach 18 eintreten kann.
Die Stapelräder sind drehbar gelagert und mittels einer Welle 32 gekoppelt, so dass der Antrieb 22 diese synchron in der vorgegebenen Drehrichtung D drehen kann.
Die Stapelvorrichtung 10 verfügt weiter über den über der Ablage 20 angeordneten mit den Stapelrädern kämmenden Ausstreifer 24, mittels dessen ein Element 12 aus dem Stapelfach 18 ausgestreift werden kann. Bei einer Drehung des Stapelrades 16 trifft ein flächiges Element 12 in dem Stapelfach 18 irgendwann auf den Ausstreifer 24, der die Bewegung des Elements 12 stoppt. Da das Stapelfach 18 durch die Drehung des Stapelrades 16 weitergeschwenkt wird, tritt das flächige Element 12 schließlich ganz aus dem Stapelfach 18 aus und wird auf der Ablage 26, falls bereits vorhanden auf schon gestapelten flächigen Elementen auf der Ablage 26, abgelegt. Der Ausstreifer 24 ist, wie in diesem Ausführungsbeispiel, vorzugsweise nur wenig schmaler als der Abstand der Stapelräder 16 und 16', so dass die beim Auftreffen der Vorderkante eines flächigen Elements auf den Ausstreifer 24 auftretende Kraft auf einen möglichst breiten Abschnitt der Vorderkante verteilt wird, so dass dieser weniger stark belastet wird.
Die Blaseinrichtung 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel zum einen so ausgebildet, das der Luftstrom eine Kraft auf ein jeweiliges in einem der Stapelfächer 18 wenigstens teilweise befindliches flächiges Element 12 in Richtung einer der Wände 42, 42⁽¹⁾ des Stapelfachs ausübt. Zum anderen ist die Blaseinrichtung 28 so ausgebildet, dass durch den Luftstrom auf das flächige Element 12 auch eine Kraft entlang einer der Wände 42,42⁽¹⁾ des Stapelfachs 18 ausgeübt wird.
Diese Eigenschaft der Blaseinrichtung wird im vorliegenden Beispiel durch Ausbildung und Anordnung der gleich ausgebildeten Düsen 31 und 31' der Blaseinrichtung 28 erreicht. Da die Düsen 31 und 31' gleich ausgebildet sind, wird im Folgenden teilweise nur Bezug auf die Düse 31 genommen, die entsprechenden Ausführungen gelten für die andere Düse entsprechend.
Die Düsen 31 und 31' sind in diesem Beispiel mit ihrer Öffnung in radialer Richtung der Stapelräder gesehen etwa am Umfang des Stapelrades 16 bzw. 16' angeordnet. Weiter sind sie jeweils neben einer Drehebene angeordnet, in der sich die Stapelfächer der Stapelräder 16 bzw. 16' bei Drehung bewegen. Genauer sind sie, wie in 3 gezeigt, in einer Richtung senkrecht zur Drehebene der Stapelräder 16, 16' gesehen zwischen den Stapelrädern 16 und 16' angeordnet.
Wie 1 und 3 zu entnehmen, sind die Düsenöffnungen quer zur Drehebene der Stapelfächer 18 breiter als parallel zur Drehebene der Stapelfächer 18, also länglich in einer Richtung quer zur Drehebene. Kräfte werden dadurch gleichmäßiger über die Breite eines flächigen Elements 12 verteilt. In Bewegungsrichtung dagegen ist der Luftstrom lokalisierter.
Die Düsen 31 und 31' sind weiter so geneigt, dass der von diesen abgegebene Luftstrom in einer Ebene parallel zur Drehebene der Stapelräder 16,16' in den Blasbereich B gerichtet ist, der sich in diesem Beispiel zwischen den Stapelrädern 16,16' erstreckt und die Bahnen der Stapelfächer 18 in Drehstellungen der Stapelräder 16,16' kreuzt, in denen Elemente 12 vollständig in das jeweilige Stapelfach 18 eingetreten sind, sich aber noch in der Nähe der Stapelfachöffnung 40 befinden.
Die Neigung ist weiter so gewählt, dass der Luftstrom auf eine Fläche des Elements 12 in dem Stapelfach 18 in dem Blasbereich B auftrifft, wobei er eine Komponente in Richtung auf die Stapelfachwand 42 und eine Komponente entlang der Stapelfachwand 42 aufweist. Durch die Drehung des Stapelrades 16 kann sich die Größe und Richtung der Komponenten im Verlaufe des Drehens durch den Blasbereich B etwas ändern.
Durch den Luftstrom wird eine Kraft auf das Element in dem Stapelfach in dem Blasbereich B ausgeübt. Wie in 4 veranschaulicht kann der Luftstrom in zwei Strömungskomponenten zerlegt werden, die bei Wechselwirkung mit dem flächigen Element jeweils unterschiedliche Kraftkomponenten hervorrufen.
Die Komponente So des Luftstroms in Richtung der Stapelfachwand 42 bewirkt eine Kraft bzw. Kraftkomponente auf das flächige Element in Richtung der Stapelfachwand 42. Diese Kraft kann zwei Wirkungen haben: zum einen kann das flächige Element mit seiner Fläche an die Stapelfachwand 42 gedrückt werden, wodurch die Reibung des flächige Elements mit einem Abschnitt seiner Fläche an der Stapelfachwand erhöht und eine Abbremsung erzielt werden. Zum anderen kann das flächige Element mit seiner in Bewegungsrichtung vorderen Kante, der Vorderkante, von der gegenüberliegenden Stapelfachwand weggedrängt werden, so dass die Vorderkante nicht oder nur weniger hart auf die Stapelfachwand 42⁽¹⁾ trifft und damit geschont wird.
Die Komponente S_P des Luftstroms entlang der Stapelfachwand 42 bzw. parallel zur Stapelfachwand 42 reibt an der Fläche des flächigen Elements und führt zu einer bremsenden Kraft bzw. Kraftkomponente, die die Bewegung des flächigen Elements in das Stapelfach 18 hinein abbremst.
Die genannten Effekte führen insgesamt zu einer besseren Abbremsung des flächigen Elements innerhalb des Stapelfachs und einer Schonung der Vorderkante des flächigen Elements.
Die Stapelvorrichtung 10 verfügt weiter über den über der Ablage 20 angeordneten mit den Stapelrädern kämmenden Ausstreifer 24, mittels dessen ein flächiges Element 12 aus dem Stapelfach 18 ausgestreift werden kann. Bei einer Drehung des Stapelrades 16 trifft ein flächiges Element 12 in dem Stapelfach 18 irgendwann auf den Ausstreifer 24, der die Bewegung des flächigen Elements 12 stoppt. Da das Stapelfach 18 durch die Drehung des Stapelrades 16 weitergeschwenkt wird, tritt das flächige Element 12 schließlich ganz aus dem Stapelfach 18 aus und wird auf der Ablage 26, falls bereits vorhanden auf der Ablage 26 schon gestapelten flächigen Elementen, abgelegt Der Ausstreifer 24 ist, wie in diesem Ausführungsbeispiel, vorzugsweise nur wenig schmaler als der Abstand der Stapelräder 16 und 16', so dass die beim Auftreffen der Vorderkante eines flächigen Elements 12 auf den Ausstreifer 24 auftretende Kraft auf einen möglichst breiten Abschnitt der Vorderkante verteilt wird, so dass dieser weniger stark belastet wird.
Mit der beschriebenen Stapelvorrichtung 10 kann das folgende Verfahren zum Bilden eines Stapels von flächigen Elementen, im Beispiel Monozellen, durchgeführt werden.
Die Stapelräder werden in der vorgegebenen Drehrichtung D gedreht. Mittels der Transporteinrichtung 14 werden vereinzelte flächige Elemente 12 in den Aufnahmebereich A transportiert und treten dort in eines der Stapelfächer 18 ein, dessen Stapelfachöffnung 40 sich im dem Moment in dem Aufnahmebereich A befindet. Die Transportgeschwindigkeit, der Abstand der flächigen Elemente 12 und die Drehgeschwindigkeit der Stapelräder sind dazu entsprechend aufeinander abgestimmt.
Das Element 12, das sich wenigstens teilweise in dem Stapelfach 18 befindet, wird dann mit dem Stapelfach 18 durch Drehen der Stapelräder 16 und 16' weitertransportiert. Dabei bewegt sich das flächige Element 12 auch in das Stapelfach 18 hinein.
Während des Eintretens des Elements 12 in das Stapelfach 18 bzw. während des Transports in dem Stapelfach 18 passiert das flächige Element den vorgegebenen Blasbereich B. Dort wird mittels der Düsen 31 bzw. 31' ein Luftstrom auf das flächige Element 12 gerichtet, so dass auf das jeweilige flächige Element 12 eine Kraft ausgeübt wird.
Der Luftstrom ist zum einen so gerichtet, dass er dann eine Kraft auf das flächige Element 12 in Richtung auf die Stapelfachwand 42 des Stapelfachs 18 zu und in Richtung von der Stapelfachwand 42⁽¹⁾ des Stapelfachs weg ausübt. Dadurch wird das flächige Element 12 zum einen durch Reibung an der Stapelfachwand 42 abgebremst. Zum anderen wird die Vorderkante des Elements 12 von der Stapelfachwand 42⁽¹⁾ wegdrängt.
Weiter ist der Luftstrom so gerichtet, dass gleichzeitig durch den Luftstrom auf das flächige Element 12 auch eine Kraft entlang der bzw. parallel zu der Stapelfachwand 42 des Stapelfachs 18 ausgeübt wird. Diese bremst das flächige Element 12 in seiner Bewegung in das Stapelfach relativ zu dem Stapelfach 18 ab.
Bei der weiteren Drehung wird das flächige Element dann in einer durch den Ausstreifer 22 gegebenen Phase durch den Ausstreifer 22 aus dem Stapelfach ausgestreift und damit entfernt und auf der Ablage 22 bzw. einem auf der Ablage 22 bereits abgelegten flächigen Element abgelegt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Stapelvorrichtung, das in 5 und 6 grob schematisch veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Blaseinrichtung 28 durch eine Blaseinrichtung 48 ersetzt ist. Diese wiederum unterscheidet sich von der Blaseinrichtung 28 nur durch die Anordnung und Ausrichtung der Düsen 31 und 31', die im Folgenden mit den Bezugszeichen 49 und 49' gekennzeichnet werden. Die anderen Bestandteile sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert, so dass die Ausführungen zu diesen entsprechend gelten und für gleiche Bestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Die Düsen 49 und 49' sind wie im ersten Ausführungsbeispiel gleich ausgebildet und ausgerichtet, so dass im Folgenden nur die Düse 49 näher beschrieben wird. Die Ausführungen gelten dann für die Düse 49' entsprechend. Die Düse 49 ist neben dem Stapelrad 16, genauer zwischen den Stapelrädern 16 und 16' angeordnet. In einer Drehebene des Stapelrades 16 gesehen ist die Düse 49 nun vom Inneren des Stapelrades nach außen auf den Umfang zu gerichtet. Genauer ist die Düse 49 so ausgerichtet, dass der Luftstrom in dem Blasbereich B in Richtung auf die äußere Stapelfachwand 42⁽¹⁾ gerichtet ist.
Die von dem Luftstrom bei Auftreffen auf ein flächiges Element in dem Stapelfach 18 ausgeübte Kraft hat dann die größte Komponente in Richtung auf die Stapelfachwand 42⁽¹⁾ und drückt dieses an die entsprechende Stapelfachwand, was eine Abbremsung erhöht.
Mit der Stapelvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein Verfahren wie im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels durchführbar, bei dem allerdings der Luftstrom entsprechend der Stapelvorrichtung anders gerichtet ist.
Ein drittes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel unter anderem dadurch, dass die Düsen etwas anders ausgerichtet sind.
7 zeigt eine schematische Ansicht eines Abschnitts der Stapelvorrichtung mit etwas gegenüber den Stapelrädern 16 und 16' modifizierten Stapelrädern 54 bzw. 54' und Düsen 58 und 58'. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Stapelräder und Düsen gleich ausgebildet. Für andere Teile der Vorrichtung gelten die Ausführungen zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechend.
Die Stapelräder 54 und 54' unterscheiden sich von den Stapelrädern 16 und 16' nur durch die Anzahl und Gestalt der Stapelfächer 18, haben ansonsten aber die gleiche Funktion.
Die Düsen 58 und 58' sind wie die Düsen 16 und 16' zwischen den Stapelrädem 54 und 54' angeordnet, aber anders ausgerichtet. Der Blasbereich B, in den der Luftstrom gerichtet ist, entspricht nun einer späteren Phase der Drehbewegung der Stapelräder 54, 54', wobei ein flächiges Element 12 in einem Stapelfach 18 aber ebenfalls in Richtung der dem Umfang des Stapelrades näheren Stapelfachwand gedrängt wird.
Ein viertes Ausführungsbeispiel in 8 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Stärke des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Stapelrades und einem Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements 12 in das Stapelfach 18 gesteuert wird. Die Stapelvorrichtung 10⁽⁴⁾ unterscheidet sich von der Stapelvorrichtung 28 des ersten Ausführungsbeispiels nur dadurch, dass sie weiter einen Sensor 60 zur Erfassung eines Zeitpunkts des Eintretens eines flächigen Elements in das Stapelfach und eine mit der Blaseinrichtung 28 und dem Sensor 60 über Signalverbindungen verbundene Steuereinrichtung 62 aufweist, die Signale an die Blaseinrichtung 28 abgibt, um die Stärke des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Stapelrades und einem Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements 12 in das Stapelfach 18 zu steuern. Alle anderen Bestandteile der Stapelvorrichtung sind unverändert, so dass für diese die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel auch hier gelten, soweit nicht explizit etwas anderes beschrieben ist.
Der Sensor 60 umfasst eine Lichtschranke, mittels derer der Zeitpunkt eines Eintritts der Vorderkante eines flächigen Elements 12 in den Aufnahmebereich, genauer ein Stapelfach 18 erkannt werden kann.
Der Sensor 60 ist mit der Steuereinrichtung 62 über eine Signalverbindung verbunden, so dass diese den Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach erfassen kann. Die Steuereinrichtung 62 ist weiter über eine Signalverbindung mit der Blaseinrichtung 28, genauer der Pumpe 30 verbunden, und kann diese durch Signale zur Einstellung der Stärke des abgegebenen Luftstroms ansteuern.
Die Steuereinrichtung 62 ist so ausgebildet, dass sie zur Steuerung der Blaseinrichtung 28 den erfassten Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und die Drehgeschwindigkeit der Stapelräder 16, 16' verwendet Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Drehgeschwindigkeit fest vorgegeben, in anderen Ausführungsbeispielen kann die Stapelvorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit und gegebenenfalls auch der Drehstellung des Stapelrades umfassen, die die erfasste Drehgeschwindigkeit über eine Signalverbindung an die Steuereinrichtung 62 übermittelt.
Die Steuereinrichtung 62 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie den Luftstrom einschaltet, wenn sie ermittelt, dass das flächige Element 12 in den Blasbereich B eintritt, oder ausschaltet, wenn sie ermittelt, dass das flächige Element den Blasbereich B verlässt.
In Varianten des vierten Ausführungsbeispiels ist es aber auch möglich, den Luftstrom erst zu einem Zeitpunkt einzuschalten, ab dem der Luftstrom auf einen hinreichend großen Abschnitt der Fläche des flächigen Elements 12 wirkt und nicht nur auf die Vorderkante.
In anderen Varianten kann zusätzlich in dem Zeitraum, in dem ein flächiges Element, dessen Eintrittszeitpunkt erfasst wurde, durch den Blasbereich B transportiert wird, die Stärke des Luftstroms moduliert werden, um Kräfte auf das flächige Element variabler zu steuern.
Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Stapelräder 16 und 16' durch Abschnitte eines breiten Stapelrades gebildet werden. Das breite Stapelrad kämmt dann mit dem ansonsten unveränderten Ausstreifer.
Andere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Stapelvorrichtungen zum Stapeln von Elektroden ausgebildet sind.

Claims

Stapelvorrichtung zum Bildens eines Stapels aus flächigen Elementen, beispielsweise Elektrodenelementen, für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle, die einzeln in einen Aufnahmebereich der Stapelvorrichtung eintreten, umfassend wenigstens ein in einer vorgegebenen Richtung drehbar gelagertes Stapelrad, das Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, so dass sich jeweils in den Stapelfächern wenigstens teilweise befindliche flächige Elemente beim Drehen des Stapelrades transportiert werden, und eine Blaseinrichtung zur Abgabe eines Luftstroms in einen vorgegebenen Blasbereich, den flächige Elemente in den Stapelfächern bei Drehung des Stapelrades durchqueren, so dass auf die jeweiligen flächigen Elemente eine Kraft ausgeübt wird.
Stapelvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stapelfach sich gegenüberliegende Wände aufweist, und die Blaseinrichtung so ausgebildet ist, das der Luftstrom auf ein jeweiliges in einem der Stapelfächer wenigstens teilweise befindliches flächiges Element eine Kraft in Richtung einer der Wände des Stapelfachs ausübt.
Stapelvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das Stapelfach sich gegenüberliegende Wände aufweist, und die Blaseinrichtung so ausgebildet ist, dass durch den Luftstrom auf das flächige Element auch eine Kraft entlang einer der Wände des Stapelfachs ausgeübt wird.
Stapelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Blaseinrichtung wenigstens eine Luftauslassöffnung und/oder eine Düse zur Abgabe des Luftstroms aufweist.
Stapelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Luftauslassöffnung bzw. die Düse neben einer Drehebene angeordnet ist, in der sich die Stapelfächer bei Drehung bewegen.
Stapelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiter ein weiteres in der vorgegebenen Richtung drehbares Stapelrad aufweist, das Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, und bei der die Blaseinrichtung dazu ausgebildet ist, dass der Blasbereich zwischen den Stapelrädern liegt.
Stapelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend einen Ausstreifer zum Ausstreifen des flächigen Elements aus dem Stapelfach und/oder eine Ablage, auf der aus den Stapelfächern ausgetretene flächige Elemente gestapelt werden können.
Stapelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiter eine Transporteinrichtung zum Transportieren vereinzelter flächiger Elemente in den Aufnahmebereich umfasst, wobei die Transporteinrichtung und das wenigstens eine Stapelrad so zueinander angeordnet sind, dass ein von der Transporteinrichtung herangeführtes flächiges Element in eines der Stapelfächer transportiert wird, wenn sich dieses durch den Aufnahmebereich bewegt.
Stapelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiter einen Sensor zur Erfassung eines Zeitpunkts des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder einen Sensor zur Ermittlung einer Stellung des Stapelrades und eine mit der Blaseinrichtung und dem Sensor bzw. den Sensoren über Signalverbindungen verbundene Steuereinrichtung, die Signale an die Blaseinrichtung abgibt, um die Stärke des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Stapelrades und /oder einem Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder einer Stellung des Stapelrades zu steuern, aufweist.
Verfahren zum Bilden eines Stapels aus flächigen Elementen, beispielsweise Elektroden, für einen elektro-chemischen Energiespeicher oder eine Brennstoffzelle, unter Verwendung eines Stapelrades, das in einer vorgegebenen Drehrichtung drehbar ist und Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, bei dem ein einzelnes der flächiges Elemente zu dem sich in der vorgegebenen Drehrichtung drehenden Stapelrad transportiert wird und in eines der Stapelfächer des Stapelrades eintritt, das flächige Element in dem Stapelfach durch Drehen des Stapelrades weitertransportiert wird, und in einer vorgegebenen Phase der Drehbewegung aus dem Stapelfach entfernt wird, wobei während des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder während des Transports in dem Stapelfach in einem vorgegebenen Blasbereich den das flächige Element passiert, ein Luftstrom auf das flächige Element gerichtet wird, so dass auf das jeweilige flächige Element eine Kraft ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Stapelfächer sich gegenüberliegende Wände aufweisen, und der Luftstrom eine Kraft auf das flächige Element in Richtung auf eine der Wände des Stapelfachs zu und/oder in Richtung von einer der Wände des Stapelfachs weg ausübt
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem der Luftstrom so auf das flächige Element gerichtet wird, dass durch diesen auf das flächige Element auch eine Kraft entlang einer der Wände des Stapelfachs ausgeübt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der Luftstrom neben einer Drehebene erzeugt wird, in der sich die Stapelfächer bei Drehung bewegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem ein weiteres in der vorgegebenen Richtung drehbares Stapelrad verwendet wird, das Stapelfächer zur Aufnahme jeweils eines der flächigen Elemente aufweist, das Stapelrad und das weitere Stapelrad synchron gedreht werden, und bei dem der Blasbereich zwischen den Stapelrädern liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die Stärke des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Stapelrades und /oder einem Zeitpunkt des Eintretens des flächigen Elements in das Stapelfach und/oder einer Stellung des Stapelrades gesteuert wird.