DE102021207349A1 - Separating device for cutting and separating segments for energy cells from a supplied endless web - Google Patents
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Abstract
Vereinzelungsvorrichtung (1) zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten (6) für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn (5), wobei eine Schneidvorrichtung (2) vorgesehen ist, mittels derer die Segmente (6) in einer vorbestimmten Länge von der Endlosbahn (5) geschnitten werden, und eine Teilungsänderungstrommel (3) vorgesehen ist, welche mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung um eine Drehachse (D) angetrieben wird, wobei an einer Mantelfläche der Teilungsänderungstrommel (3) eine Vielzahl von Transportsegmenten (8) zur Aufnahme der Segmente (6) vorgesehen ist, wobei die Transportsegmente (8) in Bezug zu der Radial- und/oder Umfangsrichtung der Teilungsänderungstrommel (3) bewegbar angeordnet sind, und eine Übernahmevorrichtung (4) vorgesehen ist, welche die Segmente (6) von der Teilungsänderungstrommel (3) übernimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsänderungstrommel (3) und die Schneidvorrichtung (2) voneinander getrennte Baugruppen und/oder funktional entkoppelt sind und/oder die Schneidvorrichtung (2) zwischen der zugeführten Endlosbahn (5) und der Teilungsänderungstrommel (3) angeordnet ist, und die Transportsegmente (8) während der Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel (3) in einer Umlaufbewegung von einer Übernahmestelle (I) zu einer Übergabestelle (II) und wieder zurück umlaufen, wobei die Transportsegmente (8) in der Übernahmestelle (I) von der Endlosbahn (5) mit der Schneidvorrichtung (2) geschnittene Segmente (6) übernehmen und unter Vergrößerung ihrer Abstände (A) in Umfangsrichtung zu der Drehachse (D) zu der Übergabestelle (II) transportieren und mit den vergrößerten Abständen (A) an die Übernahmevorrichtung (4) übergeben.Separating device (1) for cutting and separating segments (6) for energy cells from a supplied continuous web (5), a cutting device (2) being provided by means of which the segments (6) are cut from the continuous web (5) in a predetermined length and a pitch-changing drum (3) is provided, which is driven by a drive device to rotate about an axis of rotation (D), with a plurality of transport segments (8) for receiving the segments (6) being mounted on a lateral surface of the pitch-changing drum (3). is provided, wherein the transport segments (8) are arranged to be movable in relation to the radial and/or circumferential direction of the pitch-changing drum (3), and a transfer device (4) is provided which takes over the segments (6) from the pitch-changing drum (3). , characterized in that the division change drum (3) and the cutting device (2) separate assemblies and / or functional s are decoupled and/or the cutting device (2) is arranged between the supplied endless web (5) and the pitch-changing drum (3), and the transport segments (8) during the rotary movement of the pitch-changing drum (3) in a circular movement from a transfer point (I) to a transfer point (II) and back again, the transport segments (8) taking over segments (6) cut from the continuous web (5) with the cutting device (2) in the transfer point (I) and increasing their distances (A) in the circumferential direction to the axis of rotation (D) to the transfer point (II) and transferred to the transfer device (4) with the increased distances (A).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und eine Anlage zur Herstellung von Stapeln aus einzelnen Segmenten für Energiezellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 13.The present invention relates to a separating device for cutting and separating segments for energy cells from a fed continuous web, having the features of the preamble of
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils aus sich abwechselnden Anodenblättern und Kathodenblättern gebildet, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern und Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.Energy cells or energy stores within the meaning of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships, airplanes or in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy have to be stored over longer periods of time. For this purpose, such energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each formed from alternating anode sheets and cathode sheets which are separated from one another by separator sheets which are also produced as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of each other to form the stacks in the predetermined order and connected to one another by lamination. In this case, the anode sheets and cathode sheets are first cut from a continuous web and then individually placed at intervals on a continuous web of a separator material. This subsequently formed "double-layered" endless web of separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on it is then cut into segments again in a second step with a cutting device, the segments in this case being formed in two layers by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged on it. If this is technically feasible or necessary, the endless webs of the separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on top of each other can also be placed on top of each other before cutting, so that a continuous web with a first endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets placed on it and a second endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets in turn laid thereon. This “four-layer” continuous web is then cut into segments by means of a cutting device, which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet lying thereon. The advantage of this solution is that one cut can be saved. Segments within the meaning of this invention are accordingly single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer or also four-layer segments of the structure described above.
Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobilität erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produktionsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zellformationen ist hier nicht möglich.Battery cells, for example for electromobility, are now manufactured on production systems with an output of 100 to 240 mono cells per minute. These work in sub-areas or continuously with clocked discontinuous movements, such as back and forth movements, and are therefore limited in terms of production output. Most of the known machines work in the single sheet stacking process (e.g. “pick and place”) with the disadvantage of slower processing. The laminating of cell formations is not possible here.
Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser und Werkzeuge zur Teilungsänderung.Another known approach is a machine with continuously running webs of material and clocked tools, such as separating knives and tools for changing the pitch.
Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller bewegte Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer.In principle, machines with clocked movements are limited in terms of performance. The parts with mass, such as fixtures and tools, must be constantly accelerated and decelerated. The processes determine the timing and a lot of energy is consumed. The mass of the moving parts cannot be reduced at will. Parts that move faster often have to withstand higher loads and are therefore even more complex and heavier.
Um die Produktionskosten der Energiezellenherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind.In order to reduce the production costs of energy cell production, the production capacity of the machines must be increased, among other things. A condition for the high production output is a high production rate of the stack of energy cells, which are formed from several segments of the type described above stacked on top of one another.
Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten ist es dabei wünschenswert, die Segmente in der Fertigung von einer Endlosbahn in einer möglichst hohen Stückrate abzuschneiden, wozu die Endlosbahn in einer entsprechend hohen Zuführgeschwindigkeit zugeführt und die Segmente in einer möglichst hohen Schnittfrequenz von der Endlosbahn abgeschnitten werden müssen. Anschließend müssen die Segmente insbesondere die Anodenblätter und die Kathodenblätter mit einem Abstand zueinander weiterverarbeitet und auf eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt werden. Dieser notwendige Abstand für die Weiterverarbeitung steht der Forderung der Zuführung der Segmente in einer hohen Stückrate entgegen, da sich beide Anforderungen widersprechen.In order to achieve very high production rates, it is desirable to cut off the segments during production from a continuous web at the highest possible piece rate, for which purpose the continuous web must be fed in at a correspondingly high feed rate and the segments must be cut off the continuous web at a cutting frequency that is as high as possible. The segments, in particular the anode sheets and the cathode sheets, must then be further processed at a distance from one another and placed on an endless web of separator material. This necessary distance for further processing is the requirement to feed the segments in one high piece rate, as both requirements contradict each other.
Zur Lösung dieses Problems ist es aus der Druckschrift
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn bereitzustellen, welche einen vereinfachten Schnitt der Segmente in Verbindung mit einer prozesssicheren Vereinzelung von beabstandeten Segmenten in einer möglichst hohen Stückrate ermöglicht.Against this background, the invention is based on the object of providing a separating device for cutting and separating segments for energy cells from a fed endless web, which enables a simplified cutting of the segments in connection with a process-reliable separation of spaced segments in the highest possible piece rate.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Anlage mit den Merkmalen von Anspruch 13 vorgeschlagen.In order to achieve the object, a separating device for cutting and separating segments for energy cells from a supplied endless web with the features of
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vereinzelungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 vorgeschlagen, wobei die Teilungsänderungstrommel und die Schneidvorrichtung voneinander getrennte Baugruppen und/oder funktional entkoppelt sind und/oder die Schneidvorrichtung zwischen der zugeführten Endlosbahn und der Teilungsänderungstrommel angeordnet ist, und die Transportsegmente während der Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel in einer Umlaufbewegung von einer Übernahmestelle zu einer Übergabestelle und wieder zurück umlaufen, wobei die Transportsegmente in der Übernahmestelle von der Endlosbahn mit der Schneidvorrichtung geschnittene Segmente übernehmen und unter Vergrößerung ihrer Abstände in Umfangsrichtung zu der Drehachse zu der Übergabestelle transportieren und mit den vergrößerten Abständen an die Übernahmevorrichtung übergeben.According to the basic idea of the invention, a separating device according to the preamble of
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass das Schneiden und das anschließende Vereinzeln der Segmente in voneinander unabhängigen und/oder funktional entkoppelten Baugruppen vorgenommen werden, so dass das Schneiden und das Vereinzeln jeweils für sich optimiert werden können, ohne dabei auf die jeweils andere Funktion Rücksicht zu nehmen. Dazu kann die Schneidvorrichtung zwischen der zugeführten Endlosbahn und der Teilungsänderungstrommel angeordnet sein, so dass die Endlosbahn zuerst der Schneidvorrichtung zugeführt wird, welche die Endlosbahn in Segmente schneidet und dann die geschnittenen Segmente an die Teilungsänderungstrommel übergibt. Durch die vorgeschlagene Trennung und/oder funktionale Entkopplung und/oder Anordnung der Schneidvorrichtung und der Teilungsänderungstrommel kann z.B. der Umfang der Teilungsänderungstrommel maximal für die Vereinzelung und die damit verbundene Vergrößerung der Abstände der Segmente genutzt werden, da der im Stand der Technik an der Teilungsänderungstrommel vorgesehene Schnitt der Endlosbahn in die Segmente in eine von der Teilungsänderungstrommel unabhängige vorverlagerte Baugruppe verlegt ist. Ferner kann der Schnitt der Segmente vereinfacht werden, da die Endlosbahn und die geschnittenen Segmente in der Schneidvorrichtung nicht mehr auf beweglichen Transportsegmenten angeordnet werden müssen. Dabei muss die Schnittlinie insbesondere nicht mehr in einer vorbestimmten Ausrichtung zwischen zwei Transportsegmenten positioniert sein, und kann stattdessen hinsichtlich ihrer Schnittqualität, Schnittgeschwindigkeit und Schnittfrequenz optimiert werden. Dabei können die Schneidvorrichtung und die Teilungsänderungstrommel zwar funktional entkoppelt sein aber über eine gemeinsame Antriebseinrichtung miteinander gekoppelt sein, wichtig ist nur, dass der Schnittvorgang und der Vereinzelungsvorgang getrennt voneinander ausgeführt werden, und dass die Segmente bereits geschnitten von der Teilungsänderungstrommel übernommen werden. Die bereits geschnittenen Segmente werden dann von der Teilungsänderungstrommel in der Übernahmestelle übernommen und auf der Teilungsänderungstrommel unter Vergrößerung ihrer Abstände zueinander zu der Übergabestelle transportiert, in der sie dann an eine Übernahmevorrichtung übergeben werden.The advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that the cutting and the subsequent separation of the segments are carried out in mutually independent and/or functionally decoupled assemblies, so that the cutting and the separation can each be optimized for themselves without affecting the respective other functions to take into account. For this purpose, the cutting device can be arranged between the fed continuous web and the pitch-changing drum, so that the continuous web is first fed to the cutting device, which cuts the continuous web into segments and then transfers the cut segments to the pitch-changing drum. Due to the proposed separation and/or functional decoupling and/or arrangement of the cutting device and the pitch change drum, the circumference of the pitch change drum can, for example, be used to the maximum for the separation and the associated increase in the distances between the segments, since the scale provided in the prior art on the pitch change drum Section of the continuous web is laid in the segments in an independent of the pitch change drum upstream assembly. Furthermore, the cutting of the segments can be simplified since the continuous web and the cut segments no longer have to be arranged on movable transport segments in the cutting device. In particular, the cutting line no longer has to be positioned in a predetermined alignment between two transport segments and can instead be optimized with regard to its cutting quality, cutting speed and cutting frequency. The cutting device and the pitch change drum can be functionally decoupled but coupled to one another via a common drive device. It is only important that the cutting process and the separating process are carried out separately from one another and that the segments are already cut and taken over by the pitch change drum. The segments that have already been cut are then taken over by the pitch-changing drum in the transfer point and are transported on the pitch-changing drum to the transfer point, increasing their distances from one another, where they are then transferred to a transfer device.
Dabei hat sich herausgestellt, dass die Segmente besonders prozesssicher in der Übergabestelle an die Übernahmevorrichtung übergeben werden können, wenn die Transportsegmente in der Übergabestelle einen Abstand von 1 bis 10 mm, bevorzugt 2 bis 5 mm in Umfangsrichtung der Teilungsänderungstrommel aufweisen. It has been found that the segments can be transferred to the transfer device in the transfer point in a particularly reliable process if the transport segments in the transfer point have a spacing of 1 to 10 mm, preferably 2 to 5 mm, in the circumferential direction of the pitch-changing drum.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Bewegung der Transportsegmente von der Übernahmestelle zu der Übergabestelle steuert. Die Bewegung der Transportsegmente setzt sich zusammen aus der reinen Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel und der zusätzlich überlagerten Radial- und/oder Umfangsbewegung der Transportsegmente zur Vergrößerung der Abstände zwischen den Transportsegmenten und damit auch zwischen den daran gehaltenen Segmenten. Da die Stellung der Transportsegmente in der Übernahmestelle und der Übergabestelle für einen prozesssicheren Transport insbesondere bei den hohen zu realisierenden Transportgeschwindigkeiten der Segmente von besonderer Bedeutung ist, bildet die Steuereinrichtung neben den bewegbaren Transportsegmenten eine wichtige Komponente der Vereinzelungsvorrichtung, mittels derer der Bewegungsablauf besonders genau realisiert werden kann. Dabei steuert die Steuerungseinrichtung bevorzugt die für die Abstandsvergrößerung ursächliche Radial- und/oder Umfangsbewegung der Transportsegmente relativ zu der Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel und kann damit als eine Art Feinsteuerung angesehen werden.It is further proposed that a control device is provided which controls the movement of the transport segments from the transfer point to the transfer point. the movement Movement of the transport segments consists of the pure rotary movement of the pitch-changing drum and the additional superimposed radial and/or circumferential movement of the transport segments to increase the distances between the transport segments and thus also between the segments held on them. Since the position of the transport segments in the transfer point and the transfer point is of particular importance for process-reliable transport, especially given the high transport speeds to be achieved for the segments, the control device forms, in addition to the movable transport segments, an important component of the separating device, by means of which the movement sequence can be implemented particularly precisely can. The control device preferably controls the radial and/or circumferential movement of the transport segments that is responsible for the increase in distance relative to the rotary movement of the pitch-changing drum and can therefore be regarded as a type of fine control.
Eine besonders kostengünstige und zuverlässige Steuerung der Bewegung der Transportsegmente kann dadurch verwirklicht werden, indem die Steuerungseinrichtung durch eine gegenüber der Teilungsänderungstrommel stillstehende Steuerkurve gebildet ist, an welcher die Transportsegmente jeweils mit einem Steueransatz anliegen. Die Steuerung der Bewegung der Transportsegmente kann damit rein mechanisch erfolgen, zusätzliche Sensoren und Aktuatoren sind damit nicht erforderlich. Die erforderliche Genauigkeit des Bewegungsablaufes und insbesondere der Stellungen der Transportsegmente in der Übernahmestelle und der Übergabestelle kann dabei durch eine entsprechend genau gearbeitete Form der Steuerkurve und eine entsprechend genaue Ausrichtung der Steuerkurve zu der Teilungsänderungstrommel bzw. zu den Steueransätzen der Transportsegmente erreicht werden.A particularly inexpensive and reliable control of the movement of the transport segments can be realized in that the control device is formed by a control cam which is stationary relative to the pitch-changing drum and on which the transport segments each bear with a control attachment. The movement of the transport segments can thus be controlled purely mechanically, additional sensors and actuators are therefore not required. The required accuracy of the movement sequence and in particular of the positions of the transport segments in the transfer point and the transfer point can be achieved by a correspondingly precisely worked shape of the cam and a correspondingly precise alignment of the cam to the pitch-changing drum or to the control lugs of the transport segments.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuerungseinrichtung wenigstens einen elektrisch ansteuerbaren, die Bewegung der Transportsegmente steuernden Aktuator umfasst. Der die Bewegung steuernde Aktuator kann dabei die Steuerung über die Steuerkurve ergänzen bzw. oder auch ersetzen sofern eine rein elektronische Steuerung der Bewegung der Transportsegmente verwirklicht werden soll. Der elektrisch ansteuerbare Aktuator ermöglicht eine sehr genaue Steuerung der Bewegung der Transportsegmente. Ferner kann der Bewegungsablauf auch im Wege einer Regelung oder auch zur Verwirklichung eines neuen Übergabeabstandes der Segmente sehr einfach angepasst bzw. verändert werden.It is further proposed that the control device comprises at least one electrically controllable actuator that controls the movement of the transport segments. The actuator controlling the movement can supplement or replace the control via the control cam if a purely electronic control of the movement of the transport segments is to be implemented. The electrically controllable actuator enables very precise control of the movement of the transport segments. Furthermore, the movement sequence can also be adjusted or changed very easily by way of a regulation or also to achieve a new transfer distance of the segments.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Transportsegmente in Radialrichtung der Teilungsänderungstrommel bewegbar sind, und die Steuerungseinrichtung die Transportsegmente zu einer Bewegung von einem kleineren Radius in der Übernahmestelle auf einen grö-ßeren Radius in der Übergabestelle steuert. Durch die Radialbewegung der Transportsegmente von dem kleineren auf den größeren Radius wird automatisch der Abstand der Transportsegmente ausgehend von der Übernahmestelle hin zu der Übergabestelle vergrö-ßert, da die Erstreckung der Transportsegmente in Umfangsrichtung der Teilungsänderungstrommel unverändert ist, der Umfang auf dem die Transportsegmente in dem größeren Radius bewegt werden, aber größer ist als der Umfang auf dem kleineren Radius.It is also proposed that the transport segments can be moved in the radial direction of the pitch-changing drum, and the control device controls the transport segments to move from a smaller radius in the transfer point to a larger radius in the transfer point. The radial movement of the transport segments from the smaller to the larger radius automatically increases the distance between the transport segments, starting from the transfer point to the transfer point, since the extension of the transport segments in the circumferential direction of the pitch-changing drum is unchanged, the circumference on which the transport segments in the larger radius but is larger than the circumference on the smaller radius.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Transportsegmente in Umfangsrichtung der Teilungsänderungstrommel bewegbar sind, und die Steuerungseinrichtung die Transportsegmente von der Übernahmestelle zu der Übergabestelle zu einer Geschwindigkeit mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Teilungsänderungstrommel und von der Übergabestelle zu der Übernahmestelle zu einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Teilungsänderungstrommel ansteuert. Der Abstand der Transportsegmente kann hierdurch durch eine reine Umfangsbewegung der Transportsegmente auf einem wenigstens nahezu identischen Radius vergrößert werden. Dabei wird der Abstand der Transportsegmente ausgehend von der Übernahmestelle durch eine kurzzeitige Beschleunigung der Transportsegmente gegenüber der Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel auf eine höhere Umfangsgeschwindigkeit realisiert. Ausgehend von der Übergabestelle werden die Transportsegmente dann während der Bewegung in die Übernahmestelle wieder verzögert, bis sie wieder aneinander anliegen. Sofern eine reine Umfangsbewegung nicht optimal ist, kann die Umfangsbewegung der Transportsegmente selbstverständlich auch mit der oben beschriebenen Radialbewegung kombiniert werden.It is also proposed that the transport segments be movable in the circumferential direction of the pitch-changing drum, and the control device moves the transport segments from the transfer point to the transfer point at a speed with a higher peripheral speed than the circumferential speed of the pitch-changing drum and from the transfer point to the transfer point at a lower peripheral speed than the Circumferential speed of the pitch change drum controls. As a result, the distance between the transport segments can be increased by a purely circumferential movement of the transport segments on an at least almost identical radius. The distance between the transport segments, starting from the transfer point, is realized by briefly accelerating the transport segments to a higher peripheral speed in relation to the rotational movement of the pitch-changing drum. Starting from the transfer point, the transport segments are then decelerated again during the movement to the transfer point until they are in contact with one another again. If a purely circumferential movement is not optimal, the circumferential movement of the transport segments can of course also be combined with the radial movement described above.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Transportsegmente eine mit Unterdruck beaufschlagbare Übernahmefläche aufweisen. Die Segmente können dadurch über einen Unterdruck an die Übernahmefläche der Transportsegmente angesaugt und während der weiteren Transportbewegung gegen die während der Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel wirkenden Radialkräfte an den Transportsegmenten gehalten werden. Damit sind zum Übernehmen und zu dem weiteren Transport der Segmente keine weiteren mechanischen Mittel an den Transportsegmenten erforderlich. Außerdem können die Übernahme und der Transport der Segmente mit sehr geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften zur Verwirklichung eines „sanften“ Transportes realisiert werden.It is also proposed that the transport segments have a transfer surface that can be subjected to negative pressure. The segments can thus be sucked onto the take-over surface of the transport segments via a negative pressure and can be held on the transport segments during the further transport movement against the radial forces acting during the rotary movement of the pitch-changing drum. This means that no further mechanical means are required on the transport segments for taking over and for the further transport of the segments. In addition, the takeover and transport of the segments can be realized with very low forces acting on the segments in order to achieve “gentle” transport.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schneidvorrichtung durch eine mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung angetriebene Schneidtrommel gebildet ist. Die Verwirklichung der Schneidvorrichtung als Schneidtrommel ist insofern von Vorteil, da die Schneidvorrichtung dadurch in einen Trommellauf intergiert werden kann, in dem besonders hohen Transportgeschwindigkeit der Endlosbahn und der geschnittenen Segmente unter einer optimierten Bauraumausnutzung verwirklicht werden können. Dabei kann das Schneiden der Segmente z.B. mittels eines Lasers erfolgen, der an dem Umfang der Schneidtrommel oder auch radial innen in der Schneidtrommel angeordnet ist und bei einer Aktivierung einen auf die Endlosbahn gerichteten Laserstrahl aussendet. Ferner kann auch ein mechanisches Schneiden der Endlosbahn vorgesehen sein, in dem an der Schneidtrommel eine Mehrzahl von über den Umgang verteilt angeordneten Gegenmesser mit jeweils einer einseitig freien Schneide vorgesehen sind, an deren Außenseiten die Endlosbahn anliegt. Ferner ist an dem Außenumfang der Schneidtrommel ein Schneidmesser vorgesehen, welches auch an einer zweiten zu einer Drehbewegung angetriebenen Schneidtrommel angeordnet sein kann. Das Schneidmesser ist dann so positioniert bzw. in der Bewegung der zweiten Schneidtrommel gesteuert, dass die Gegenmesser der Schneidtrommel in einer vorbestimmten Position und Ausrichtung zur Anlage gelangen und während der weiteren Bewegung die Endlosbahn nach dem Abscherprinzip durchtrennen. Dieser mechanische Schneidvorgang kann durch ein Aufheizen der Schneidmesser oder Gegenmesser weiter zu einem thermomechanischen Schnittvorgang der Endlosbahn erweitert werden.It is further proposed that the cutting device is formed by a cutting drum driven to rotate by means of a drive device. Implementing the cutting device as a cutting drum is advantageous in that the cutting device can be integrated into a drum run in which a particularly high transport speed of the continuous web and the cut segments can be achieved with optimized space utilization. The segments can be cut, for example, by means of a laser, which is arranged on the circumference of the cutting drum or else radially inside the cutting drum and, when activated, emits a laser beam directed at the continuous web. Furthermore, a mechanical cutting of the continuous web can also be provided, in which a plurality of counter-knives distributed over the circumference are provided on the cutting drum, each with a cutting edge free on one side, on the outer sides of which the continuous web rests. Furthermore, a cutting blade is provided on the outer circumference of the cutting drum, which can also be arranged on a second cutting drum driven to rotate. The cutting blade is then positioned or controlled in the movement of the second cutting drum in such a way that the counter-blades of the cutting drum come to rest in a predetermined position and orientation and cut through the continuous web according to the shearing principle during the further movement. This mechanical cutting process can be further extended to a thermomechanical cutting process of the continuous web by heating the cutting blades or counter-blades.
Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass die Schneidtrommel mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung entgegen der Drehrichtung der Teilungsänderungstrommel angetrieben wird. Durch die vorteilhafte Drehrichtung der Schneidtrommel weist diese in einer benachbarten Anordnung zu der Teilungsänderungstrommel an der der Teilungsänderungstrommel zugewandten Randseite eine gleichgerichtete Bewegung auf, so dass die geschnittenen Segmente im Idealfall tangential von der Teilungsänderungstrommel mit möglichst geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften übernommen werden können.In this case, it is further proposed that the cutting drum be driven by a drive device to perform a rotational movement counter to the direction of rotation of the pitch-changing drum. Due to the advantageous direction of rotation of the cutting drum, it has a movement in the same direction in an arrangement adjacent to the pitch-changing drum on the edge side facing the pitch-changing drum, so that the cut segments can ideally be taken over tangentially by the pitch-changing drum with the lowest possible forces acting on the segments.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schneidtrommel unmittelbar benachbart zu der Teilungsänderungstrommel angeordnet ist, und die Segmente in der Stelle des geringsten Abstandes zu der Teilungsänderungstrommel an die in der Übernahmestelle angeordneten Transportsegmente übergibt. Dieser möglichst geringe Abstand ist insofern von Vorteil, da die Segmente dadurch sehr prozesssicher und mit möglichst geringen Kräften von der Teilungsänderungstrommel übernommen werden können.It is further proposed that the cutting drum is arranged directly adjacent to the pitch-changing drum, and the segments are transferred to the transport segments arranged at the transfer point at the point of the smallest distance from the pitch-changing drum. This distance that is as small as possible is advantageous in that the segments can be taken over by the pitch-changing drum in a very reliable manner and with the lowest possible forces.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Teilungsänderungstrommel fünf, sechs, sieben, acht, zehn oder zwölf Transportsegmente aufweist, und die Transportsegmente in der Übernahmestelle einen Außenradius von 75 bis 150 mm, bevorzugt von 90mm bis 125 mm in Bezug zu der Drehachse der Teilungsänderungstrommel aufweisen. Durch die vorgeschlagene Anzahl der Transportsegmente in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Außenradius können hinsichtlich der vorzunehmenden Abstandsvergrößerung und hinsichtlich eines prozesssicheren Transportes der Segmente von der Übernahmestelle zu der Übergabestelle günstige Bewegungsverhältnisse verwirklicht werden.It is also proposed that the pitch change drum has five, six, seven, eight, ten or twelve transport segments, and the transport segments in the transfer point have an outer radius of 75 to 150 mm, preferably 90 mm to 125 mm, in relation to the axis of rotation of the pitch change drum. With the proposed number of transport segments in conjunction with the proposed outer radius, favorable movement conditions can be achieved with regard to the increase in distance to be carried out and with regard to a process-reliable transport of the segments from the transfer point to the transfer point.
Ferner wird zur Lösung der Aufgabe nach Anspruch 13 eine Anlage zur Herstellung von Stapeln aus einzelnen Segmenten für Energiezellen, vorgeschlagen, bei der wenigstens eine Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist, wobei die von den Vereinzelungsvorrichtung vereinzelten Segmente einer Verbundvorrichtung zugeführt werden, welche die Segmente zu Formationen miteinander verbindet. Die Segmente können dabei in der Verbundvorrichtung unter Bildung einer festen Verbindung miteinander oder über eine Endlosbahn miteinander verbunden werden. Ferner können die Segmente auch aufeinander oder auf eine Endlosbahn oder umgekehrt aufgelegt werden und allein durch die Ausübung von Druck als Verbund weitertransportiert werden. Wichtig ist, dass die Formationen entweder durch Druck oder eine Verbindung so miteinander verbunden sind, dass sie zusammen in einem Verbund einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden können. Dabei sind die Segmente unter sich oder mit der Endlosbahn so miteinander verbunden, dass sie in der Anordnung und Ausrichtung zueinander fixiert sind.Furthermore, to solve the problem according to claim 13, a system for producing stacks of individual segments for energy cells is proposed, in which at least one separating device according to one of
Hierzu kann die Verbundvorrichtung wenigstens eine zugeführte Endlosbahn aufweisen, und die Verbundvorrichtung kann bevorzugt eine erste Verbundvorrichtung aufweisen, welche die Endlosbahn und die Segmente zur Bildung einer ersten Formation aufeinander auflegt. Sofern dies sinnvoll ist, kann hier schon eine feste Verbindung geschaffen werden z.B. durch einen thermischen Laminierungsprozess. Es reicht allerdings auch aus, wenn die erste Verbundvorrichtung die Endlosbahn lediglich auf die Segmente oder umgekehrt auflegt und die Segmente dann allein durch eine Ausübung von Druck gegenüber der Endlosbahn zu der ersten Formation fixiert.For this purpose, the connecting device can have at least one supplied continuous web, and the connecting device can preferably have a first connecting device, which places the continuous web and the segments on top of one another to form a first formation. If this makes sense, a permanent connection can be created here, e.g. through a thermal lamination process. However, it is also sufficient if the first connecting device merely lays the endless web onto the segments or vice versa and then fixes the segments to the first formation simply by exerting pressure on the endless web.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Übernahmevorrichtung durch eine zu einer Drehbewegung angetriebene Transporttrommel gebildet ist, und die erste Verbundvorrichtung ein die Transporttrommel umfassendes Spannband umfasst, welches die Segmente von der Teilungsänderungstrommel übernimmt und auf ein Transportband oder auf die Endlosbahn auflegt. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Segmente durch die als Transporttrommel ausgebildete Übernahmevorrichtung in einer Drehbewegung von der Teilungsänderungstrommel übernommen werden können, wodurch sehr hohe Transportgeschwindigkeiten in einem kontinuierlichen Endlosherstellungsverfahren realisiert werden können. Diese von der Transporttrommel übernommenen Segmente werden dann über das Spannband, welches hierzu eine entsprechend angepasste Führung und Geometrie aufweisen kann, auf das Transportband zur Realisierung einer linearen Abführbewegung der Segmente aufgelegt.It is also proposed that the acquisition device by a to a Drehbewe tion-driven transport drum is formed, and the first compound device comprises a transport drum comprehensive tensioning belt, which takes over the segments of the pitch change drum and hangs up on a conveyor belt or on the endless track. The advantage of this solution can be seen in the fact that the segments can be taken over by the transfer device designed as a transport drum in a rotary movement from the pitch-changing drum, which means that very high transport speeds can be achieved in a continuous endless production process. These segments taken over by the transport drum are then placed on the transport belt via the clamping belt, which can have a correspondingly adapted guide and geometry for this purpose, in order to implement a linear removal movement of the segments.
Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Übernahmevorrichtung durch ein Transportband gebildet ist, auf welches die Teilungsänderungstrommel die Segmente in der Übergabestelle auflegt, und die Endlosbahn über eine Umlenkrolle umgelenkt und auf die Segmente aufgelegt wird, welche derart angeordnet ist, dass sie in Richtung des Transportbandes einen kleineren Abstand zu der Übergabestelle aufweist als die Länge Segmente in Transportrichtung des Transportbandes. Durch das Transportband werden die Segmente aus der Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel in einer linearen geradlinigen Abführbewegung abtransportiert. Dabei werden die auf das Transportband aufgelegten Segmente aufgrund der Anordnung der Umlenkrolle und von der dadurch geführten und aufgelegten Endlosbahn erfasst, bevor sie vollständig von der Teilungsänderungstrommel abgeführt sind. Damit werden die Segmente in jeder Phase der Übergangsbewegung entweder an den Transportsegmenten der Teilungsänderungstrommel oder über die Endlosbahn und idealerweise in einer kurzen Überlappungsphase sowohl an den Transportsegmenten als auch über die Endlosbahn fixiert. Damit kann eine besonders prozesssichere Übergabe der Segmente von der Teilungsänderungstrommel auf das Transportband verwirklicht werden.Alternatively, it is proposed that the transfer device is formed by a conveyor belt, on which the pitch-changing drum places the segments in the transfer point, and the endless web is deflected via a deflection roller and placed on the segments, which is arranged in such a way that they unite in the direction of the conveyor belt has a smaller distance to the transfer point than the length segments in the transport direction of the conveyor belt. The segments are transported away from the rotating movement of the pitch-changing drum by the conveyor belt in a linear straight-line removal movement. The segments placed on the conveyor belt are detected due to the arrangement of the deflection roller and the endless web guided and placed by it before they are completely removed from the pitch-changing drum. In this way, the segments are fixed in each phase of the transition movement either to the transport segments of the pitch-changing drum or over the endless track and ideally in a short overlapping phase both to the transport segments and over the endless track. In this way, a particularly process-reliable transfer of the segments from the pitch-changing drum to the conveyor belt can be achieved.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Anlage wenigstens zwei Vereinzelungsvorrichtungen vorgesehen sind, und die Verbundvorrichtung eine zweite Verbundvorrichtung aufweist, welche die von den Vereinzelungsvorrichtungen geschnittenen Segmente zu zweiten Formationen miteinander verbindet oder die durch die ersten Verbundvorrichtungen gebildeten ersten Formationen zu einer zweiten Formation miteinander verbindet. Dabei kann auch die zweite Verbundvorrichtung die zweiten Formationen der Segmente und der ggf. vorhandenen Endlosbahnen entweder allein durch die Ausübung von Druck zu den zweiten Formationen fixieren oder auch in einem Verbindungsverfahren wie z.B. einen Laminierungsprozess oder einen Klebeverfahren miteinander verbinden.It is further proposed that at least two separating devices are provided in the plant, and the connecting device has a second connecting device which connects the segments cut by the separating devices to form second formations or connects the first formations formed by the first connecting devices to form a second formation. The second connecting device can also fix the second formations of the segments and the continuous webs that may be present either solely by applying pressure to the second formations or also in a connecting process such as a lamination process or a bonding process.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung mit einer Schneidvorrichtung und einer Teilungsänderungstrommel gemäß einer ersten Ausführungsform; und -
2 eine vergrößerte Darstellung der Teilungsänderungstrommel; und -
3 eine Endlosbahn mit in der Vereinzelungsvorrichtung daraus geschnittenen Segmenten; und -
4 eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung mit einer Schneidvorrichtung und einer Teilungsänderungstrommel gemäß einer zweiten Ausführungsform; und -
5 einen schematisch dargestellten Aufbau eines Zellenstapels für eine Energiezelle; und -
6 eine erfindungsgemäße Anlage mit zwei Vereinzelungsvorrichtungen; und -
7 einen vergrößerten Ausschnitt der Vereinzelungsvorrichtung mit einer Teilungsänderungstrommel und einer als Transporttrommel ausgebildeten Übernahmevorrichtung; und -
8 einen vergrößerten Ausschnitt der Vereinzelungsvorrichtung mit einer Teilungsänderungstrommel und einer als Transportband ausgebildeten Übernahmevorrichtung.
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1 a separating device according to the invention with a cutting device and a pitch change drum according to a first embodiment; and -
2 an enlarged view of the pitch change drum; and -
3 a continuous web with segments cut therefrom in the separating device; and -
4 a separating device according to the invention with a cutting device and a pitch change drum according to a second embodiment; and -
5 a schematically illustrated structure of a cell stack for an energy cell; and -
6 a system according to the invention with two separating devices; and -
7 an enlarged section of the separating device with a pitch-changing drum and a transfer device designed as a transport drum; and -
8th an enlarged section of the separating device with a pitch change drum and a transfer device designed as a conveyor belt.
Im Folgenden wird zunächst der Aufbau eines Zellenstapels 90 unter Bezugnahme auf
Der Monozellenstapel 90 dient insbesondere zum Aufbau eines nicht gezeigten elektrochemischen bzw. galvanischen Akkumulators, beispielsweise eines Lithium-Ionen-Akkus. Die Elektroden 93, 95 bestehen aus typischen Elektrodenmaterialien einer elektrochemischen bzw. galvanischen Akkumulatorzelle. Im Falle einer Lithiumlonen-Zelle enthalten die Elektroden beispielsweise Lithium-Ionen. Die Separatoren dienen zur elektrischen Isolierung der Elektroden voneinander und bestehen beispielsweise aus einer Kunststofffolie, etwa aus einem thermoplastischen Material.The
In der
Die Endlosbahn 5 wird der Schneidvorrichtung 2 zugeführt, welche hier als eine Schneidtrommel mit einer Mehrzahl von Gegenmessern 11 und auf den Umfang der Schneidtrommel gerichteten Schneidmessern 10 ausgebildet ist. Die Endlosbahn 5 wird von der als Schneidtrommel ausgebildeten Schneidvorrichtung 2 in einer rotatorischen Transportbewegung erfasst und weiter zu der Teilungsänderungstrommel 3 zugeführt. Dabei wird die Endlosbahn 5 auf der Schneidvorrichtung 2 mittels der Schneidmesser 10 durch ein Abscheren an den Gegenmessern 11 in Segmente 6 mit einer vorbestimmten Länge geschnitten, welche den eingangs beschriebenen Anoden 93, Kathoden 95 oder Separatoren 92, 94 in den Monozellen 91 oder auch Verbundelementen von Anoden 93 mit Separatoren 92, 93 Kathoden 95 mit Separatoren 92, 93 oder den Monozellen 91 selbst entsprechen. Die Segmente 6 liegen nach dem Schneiden der Endlosbahn 5 an der Mantelfläche der Schneidtrommel an und werden z.B. mittels Unterdrucks an der Mantelfläche der Schneidtrommel gehalten. Ferner liegen die Segmente 6 unmittelbar, d.h. ohne einen Abstand oder mit einem nur sehr geringen Abstand aneinander an und sind nur durch die Trennschnitte voneinander getrennt. Die Segmente 6 werden dann auf der Schneidtrommel durch die Drehbewegung bis zu einer Übernahmestelle I transportiert und in der Übernahmestelle I von der Teilungsänderungstrommel 3 übernommen. Alternativ kann statt der Schneidtrommel auch eine Schneidvorrichtung 2 verwendet werden, in welcher die Endlosbahn 5 und/oder die Segmente 6 geschnitten und der Teilungsänderungstrommel 3 in einer geraden also ebenen Zuführbewegung zugeführt werden. Ferner kann die Schneidvorrichtung 2 zur Verwirklichung unterschiedlicher Führungsbahnen der Endlosbahn 5 oder der Segmente 6 auch eine beliebig gekrümmte oder umgelenkte Zuführbewegung umfassen, wichtig ist lediglich, dass die bereits geschnittenen Segmente 6 in einer unmittelbaren oder einer möglichst dichten Anlage aneinander in die Übernahmestelle I zugeführt werden.The
Die Teilungsänderungstrommel 3 umfasst einen Trommelgrundkörper 7 und mehrere radial außen an dem Trommelgrundkörper 7 angeordnete Transportsegmente 8, wie auch in der vergrößerten Darstellung der
Ferner ist eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche die nachfolgend noch näher erläuterte Bewegung der Transportsegmente 8 während des Umlaufens von der Übernahmestelle I zu einer Übergabestelle II steuert. Die Steuerungseinrichtung kann eine gegenüber dem drehenden Trommelgrundkörper 7 stillstehende Steuerkurve sein, an welcher die Transportsegmente 8 mit jeweils einem nicht dargestellten Steueransatz anliegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegung der Transportsegmente 8 auch mit Aktuatoren durch eine elektrische Ansteuerung gesteuert werden.Furthermore, a control device, not shown, is provided, which controls the movement of the
Die Bewegung der Transportsegmente 8 an dem Trommelgrundkörper 7 wird so gesteuert, dass die Transportsegmente 8 beim Durchlaufen durch die Übernahmestelle I an den Trommelgrundkörper 7 herangezogen sind und dabei in Umfangsrichtung mit einem sehr kleinen Abstand, vorzugsweise unmittelbar, aneinander anliegen. Dabei entspricht der Radius der Außenfläche der Transportsegmente 8 in der Übernahmestelle I dem Radius R1. Die vorgeschnittenen Segmente 6 werden in der Übernahmestelle I in einer unmittelbaren aneinander anliegenden Anordnung oder in einer Anordnung mit sehr kleinen Abständen von der Schneidvorrichtung 2 zugeführt und von den Transportsegmenten 8 der Teilungsänderungstrommel 3 übernommen. Dabei ist die Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel 3 und die Bewegung der Transportsegmente 8 gegenüber der Zuführbewegung der Schneidvorrichtung 2 in diesem Fall gegenüber der Drehbewegung der Schneidtrommel derart synchronisiert, dass die Trennschnitte zwischen den Segmenten 6 und die Trennstellen der Transportsegmenten 8 in der Übernahmestelle I idealerweise zusammentreffen, so dass jeweils ein Segment 6 von einem Transportsegment 8 übernommen wird. Ausgehend von der Übernahmestelle I werden die Transportsegmente 8 während der weiteren Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel 3 radial nach außen ausgefahren. Dabei werden die Abstände A zwischen den Transportsegmenten 8 und den daran gehaltenen Segmenten 6 vergrößert. Die Segmente 6 werden dadurch praktisch auseinandergezogen und vereinzelt. Die beabstandeten Segmente 6 werden dann in der Übergabestelle II auf einem größeren Radius R2 mit vergrößerten Abständen A von einer nachfolgenden Übernahmevorrichtung 4 übernommen und abtransportiert. Die Übernahmevorrichtung 4 ist hier als eine Transporttrommel gebildet, welche wiederum zu einer entgegen der Drehrichtung der Teilungsänderungstrommel 3 gerichteten Drehbewegung angetrieben wird. Es ist aber ebenso denkbar, als Übernahmevorrichtung 4 eine Vorrichtung vorzusehen, in welcher die vereinzelten und beabstandeten Segmente 6 in einer ebenen oder anderweitig gekrümmten Bewegungsbahn abgeführt werden. Grundsätzlich können bei der Auslegung der Schneidvorrichtung 2 und der Übernahmevorrichtung 4 beliebige Bewegungsbahnen vorgesehen sein, welche individuell an die geometrischen Vorgaben der übergeordneten Anlage angepasst sein können.The movement of the
In der
In der
Beide Bewegungsabläufe der Transportsegmente 8 führen zu einer Vergrößerung der Abstände A zwischen den Transportsegmenten 8 selbst und den auf den Transportsegmenten 8 transportierten Segmenten 6 wie oben beschrieben. Selbstverständlich können die Bewegungsabläufe auch kombiniert werden, sofern die Abstandsvergrößerung z.B. noch größer ausgeführt werden soll oder dadurch günstigere Verhältnisse für die Übergabe der Segmente 6 in der Übergabestelle II verwirklicht werden können.Both movements of the
Der Vorteil der beschriebenen Vereinzelungsvorrichtungen 1 besteht darin, dass die Segmente 6 in einem ersten Schritt in der Schneidvorrichtung 2 von der Endlosbahn 5 geschnitten werden, welche hinsichtlich des Schnittvorganges für sich optimiert werden kann. Die Segmente 6 werden dann bereits in geschnittener Form von der Teilungsänderungstrommel 3 in der Übernahmestelle I übernommen und werden durch einen synchronisierten Bewegungsablauf der Schneidvorrichtung 2 und der Teilungsänderungstrommel 3 jeweils genau auf eines der Transportsegmente 8 aufgelegt. Da der Schnitt der Segmente 6 nicht mehr auf der Teilungsänderungstrommel 3 erfolgt, kann die Umlaufbewegung der Transportsegmente 8 von der Übernahmestelle I bis zu der Übergabestelle II und wieder zurück ausschließlich zu einer Vergrößerung der Abstände A durch eine entsprechende Bewegung der Transportsegmente 8 genutzt werden. Je nach der Auslegung der Teilungsänderungstrommel 3 und der Steuerung des Bewegungsablaufes der Transportsegmente können dabei Umfangswinkel von 180 Grad und mehr genutzt werden. Eine gegenüberliegenden Anordnung der Übernahmestelle I und der Übergabestelle II in einem Winkel von 180 Grad hat jedoch den Vorteil, dass zur Vergrößerung der Abstände A von der Übernahmestelle I zu der Übergabestelle II und der nachfolgenden Verkleinerung der Abstände A von der Übergabestelle II zu der Übernahmestelle I jeweils derselbe Umfangswinkel zur Verfügung steht, wodurch wiederum die maximalen Relativgeschwindigkeiten der Transportsegmente 8 zu dem Grundkörper 7 der Teilungsänderungstrommel 3 auf ein Minimum reduziert werden können.The advantage of the
Da die Segmente 6 nachfolgend zu Herstellung der Energiezellen in einem nächsten Schritt zu den Monozellen 91 gestapelt werden, können in einer Anlage nach der
Ferner können die beabstandete Segmente 6 bevorzugt die Anoden 93 oder Kathoden 95 der Energiezellen sein, welche dann in ihrer durch die Vereinzelungsvorrichtung 1 geschaffenen beabstandeten Anordnung auf eine Endlosbahn 5 eines Separatormaterials zur Bildung einer Verbundbahn aufgelegt werden. Dabei können zwei Vereinzelungsvorrichtungen 1 vorgesehen sein, wobei in einer ersten Vereinzelungsvorrichtung 1 die Anoden 93 und in einer zweiten Vereinzelungsvorrichtung 1 die Kathoden 95 unter Vergrößerung ihrer Abstände vereinzelt werden. Diese vereinzelten Anoden 93 und Kathoden 95 werden dann jeweils auf eine Endlosbahn 5 eines Separatormaterials zur Bildung zweier Verbundbahnen aufgelegt und mit diesen in einen Verbundverfahren laminiert. Nachfolgend werden diese Verbundbahnen dann in einer Verbundvorrichtung 100 zusammengeführt und durch einen weiteren Laminierungsprozess zu einer Doppelverbundbahn also einer übergeordneten Verbundeinheit miteinander verbunden. Anschließend werden die Monozellen 91 durch ein Schneiden der Doppelverbundbahn durch die durch die Abstände zwischen den Anoden 93 und zwischen den Kathoden 95 geschaffenen Lücken aus der Doppelverbundbahn gebildet. Dazu sind die zwischen den aufeinanderfolgenden Anoden 93 und den aufeinanderfolgenden Kathoden 95 geschaffenen bzw. vergrößerten Abstände von besonderer Bedeutung, da hierdurch ein Schneiden der Doppelverbundbahn zu den Monozellen 91 ermöglicht wird, ohne dass durch die Anoden 93 und/oder Kathoden 95 geschnitten werden muss.Furthermore, the spaced
Es ist auch denkbar als Endlosbahn 5 bereits eine Bahn aus zwei Separatorbahnen und dazwischen liegenden beabstandeten Anoden und Kathoden gemäß dem Aufbau einer Monozelle 91 oder aus zwei Separatorbahnen mit dazwischen angeordnete Anoden 93 gemäß dem Aufbau der Abschlusszelle 96 zuzuführen. Die Segmente 6 wären dann die mittels der Schneideinrichtung 10 geschnittenen Monozellen 91 oder Abschlusszellen 96, welche dann in gleicher Weise auf der Teilungsänderungstrommel 3 zu größeren Abständen untereinander vereinzelt werden. Die Monozellen 91 und die Abschlusszellen 96 können dann mit den vergrößerten Abständen einfacher gehandhabt und insbesondere gestapelt werden. Zum Schneiden und Vereinzeln der Segmente 6 wäre dann nur eine einzige Vereinzelungsvorrichtung 1 erforderlich.It is also conceivable to supply a web of two separator webs and spaced anodes and cathodes between them according to the structure of a
In der erfindungsgemäßen Anlage der
In der dargestellten Anlage sind zwei Vereinzelungsvorrichtungen 1 vorgesehen. Ferner ist in der übergeordneten Verbundvorrichtung 100 eine zweite Verbundvorrichtung 104 vorgesehen, in welcher die von den ersten Verbundvorrichtungen 103 abgeführten ersten Formationen der geschnittenen Segmente 6 oder der Endlosbahnen 5 mit den daran angeordneten Segmenten 6 zu einer zweiten Formation in Form einer Endlosbahn 5 aus Monozellen 91 miteinander verbunden werden, welche dann nachfolgend in einer weiteren Vereinzelungsvorrichtung 1 geschnitten und beabstandet werden können. Die Segmente 6 wären in diesem Fall vierlagige Monozellen 91 nach dem oben beschriebenen Aufbau. Die zweite Verbundvorrichtung 104 kann dabei insbesondere ein thermomechanische Verbindungseinheit umfassen, in welcher die Lagen der Endlosbahnen 5 mit den daran bzw. dazwischen angeordneten Segmenten 6 durch Laminieren miteinander verbunden werden. Es wäre aber auch denkbar die in der zweiten Verbundvorrichtung 104 gebildete zweite Formation allein durch die Ausübung von Druck zu fixieren und einem nachgeordneten Bearbeitungsprozess zuzuführen.Two
Der Begriff zweite Verbundvorrichtung 104 setzt nicht zwingend das Vorhandensein der ersten Verbundvorrichtung 103 voraus. Sofern keine erste Verbundvorrichtung 103 vorhanden ist, würden die von den beiden Vereinzelungsvorrichtungen 1 zugeführten Segmente 6 dann in der zweiten Verbundvorrichtung 104 zu der zweiten Formation fixiert, ohne vorher zu einer ersten Formation fixiert zu werden. Der Begriff zweite Verbundvorrichtung 104 dient lediglich der begrifflichen Unterscheidung von der ersten Verbundvorrichtung 103.The term second compound device 104 does not necessarily presuppose the presence of the first compound device 103 . If no first compound device 103 is present, the
In der
In der
Sowohl in der ersten Verbundvorrichtung 103 als auch in der zweiten Verbundvorrichtung 104 werden die ersten Formationen, gebildet aus den Endlosbahnen 5 und den anliegenden Segmenten 6, und die zweite Formation, gebildet aus den beiden Endlosbahnen 5 mit den dazwischen angeordneten und an einer Seite aufliegenden Segmenten 6 über ein Transportband 102 transportiert. Dabei sind die Endlosbahnen 5 noch nicht geschnitten, so dass die ersten Formationen und die zweiten Formationen ihrerseits wieder Endlosbahnen bilden. Dadurch kann eine sehr hohe Produktionsgeschwindigkeit der nachfolgend von der zweiten Formation geschnittenen Monozellen 91 realisiert werden.Both in the first compound device 103 and in the second compound device 104, the first formations are formed from the
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