DE102022114558A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer gewickelten Energiezelle mit einem Wickelband - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer gewickelten Energiezelle mit einem Wickelband Download PDF

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Michael Kleine Wächter
Jan Kreysern
Daniel Diedrich
Marcus Wagner
Karsten Meinke
Nils Hofmann
Torsten Mörke
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Herstellung von gewickelten Energiezellen (17) aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen (11, 12, 13, 14), umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung (15) zum Zuführen der Materialbahnen (11, 12, 13, 14), eine Transporteinrichtung (19) zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) in Transportrichtung (T) entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung (10), wobei die Transporteinrichtung (19) mindestens ein Transportelement (20) umfasst, und eine Wickeleinrichtung (21) zum Wickeln der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zu einem gewickelten Materialbahnenwickel (22) in einer die Wickeleinrichtung (21) umfassenden Wickelstation (23), die sich dadurch auszeichnet, dass die Wickeleinrichtung (21) mindestens ein Wickelband (24) und eine Wickelgegenlage (25) umfasst, wobei das Wickelband (24) und die Wickelgegenlage (25) einen in der Wickelstation (23) angeordneten Wickelkanal (26) zur Bildung des Materialbahnenwickels (22) ausbilden und einrichten. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen, umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen der Materialbahnen, eine Transporteinrichtung zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen in Transportrichtung entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung, wobei die Transporteinrichtung mindestens ein Transportelement umfasst, eine Wickeleinrichtung zum Wickeln der Materialbahnen zu einem gewickelten Materialbahnenwickel in einer die Wickeleinrichtung umfassenden Wickelstation.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen, umfassend die Schritte Zuführen der Materialbahnen mittels mindestens einer Zuführeinrichtung, zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen in Transportrichtung entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement umfassenden Transporteinrichtung, Wickeln der Materialbahnen zu einem gewickelten Materialbahnenwickel mittels einer eine Wickelstation umfassenden Wickeleinrichtung.
  • Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Weiter sind mittels derartiger Vorrichtungen und Verfahren hergestellte Energiezellen und Batterien hinlänglich bekannt. 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 regelmäßig eine Wickelung von Materialbahnen auf, die als Ausgangsmaterialien für derartige Energiezellen dienen. Beim Wickeln von Energiezellen, beispielsweise Rundzellen, ist typischerweise das Wickelmaterial aus vier unterschiedlich langen Anoden-, Kathoden- und Separatorbahnen ausgewählt, die beispielsweise als Folie bzw. allgemein als Materialbahn vorliegen. Bei den bekannten Verfahren oder Vorrichtungen zur Herstellung von Energiezellen werden die Materialbahnen in der Regel getrennt auf verschiedenen Pfaden einem Wickelkern zugeführt. Für die Bereitstellung der Materialbahnen sind somit zum Beispiel vier separate Zuführungen jeweils zur Bereitstellung einer Materialbahn erforderlich, um diese anschließend gemeinsam um einen Wickelkern aufzuwickeln. Dazu werden die Materialbahnen regelmäßig in einem vorgelagerten Herstellungsprozess auf die gewünschte Breite und/oder Länge vorgeschnitten. Dabei werden die Materialbahnen mit den Anoden und Kathoden beispielsweise von einer Endlosbahn geschnitten und dann mit einer Endlosbahn eines Separatormaterials im finalen Wickelprozess aufgewickelt. Die Materialbahnen müssen dazu regelmäßig eine spezifische Breite und Länge aufweisen, damit eine akkurat gewickelte Energiezelle mit den vorgesehenen Dimensionen bildbar ist.
  • Die Zufuhr von Materialbahnen zum Wickelkern kann bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren nicht kontinuierlich erfolgen, da die Materialbahnen einem quasi ortsfesten, zentralen Wickelkern zugeführt werden. Dieser Wickelkern ist in der Regel lediglich um seine Längsachse rotierbar bzw. wird um seine Längsachse rotiert, um die Materialbahnen dabei zu einer Energiezelle oder zu gewickelten Materialbahnen aufzuwickeln. Nach dem Wickelvorgang muss der Wickelkern wieder aus der Energiezelle oder den gewickelten Materialbahnen (Materialbahnenwickel) entfernt werden, bevor der Wickelvorgang der Energiezelle oder des Materialbahnenwickels in der Wickelstation beendet ist. Dadurch ist nur ein diskontinuierlicher Herstellungsprozess der Energiezellen gegeben und zudem besteht ein großer logistischer Aufwand bei der Bereitstellung und Rückführung der Wickelkerne. Weiter kann es bei dem Entfernen des Wickelkerns aus der Energiezelle oder dem Materialbahnenwickel zu Beschädigungen oder Qualitätseinbußen der Materialbahnen bzw. der Energiezelle oder dem Materialbahnenwickel kommen, was zu Sicherheitsrisiken oder Beschädigungen in dem verbauten Energiespeicher führen kann.
  • Mit der immer größer werdenden Nachfrage nach alternativen Antriebskonzepten rückt der Elektroantrieb mehr und mehr in den Mittelpunkt der Betrachtung. Eine große Herausforderung hierbei ist, effektive Vorgänge bei der Herstellung der Energiespeicher bereitzustellen. Bei der Wickelung von Materialbahnen zu Energiezellen gibt es das Problem, dass die Materialbahnen separat gehandhabt und nacheinander dem Wickelkern lose zugeführt werden. Weiter müssen die Materialbahnen bereits mit vorgegebenen Längen dem Wickelprozess zugeführt werden und können nicht gemeinsam gehandhabt bzw. zugeschnitten werden. Darüber hinaus müssen alle Bahnen eigenständig geregelt werden und können nicht gemeinsam transportiert werden. Bei den bestehenden Vorrichtungen und Verfahren wird ein großer Platzbedarf beim Wickelvorgang benötigt, zudem dürfen die jeweiligen Materialbahnen nur geringfügig (mechanisch) beansprucht werden. Die Materialbahnen müssen zeitlich nacheinander dem zentralen, quasi ortsfesten Wickelkern zugeführt werden, wobei möglichst schnelle Herstellungsgeschwindigkeiten bereitgestellt werden sollen. Die Materialbahnen bestehen in der Regel aus sehr dünnen flächigen Bahnen, die insbesondere bei Stauchungen und Drehbeanspruchungen zu Qualitätseinbußen neigen, weshalb naturgegebene Begrenzungen bei Transportgeschwindigkeiten sowie Transportführungen gegeben sind. Darüber hinaus verrutschen die Materialbahnen während des Wickelprozesses regelmäßig, insbesondere beim Entfernen des Wickelkerns, was zu Ausschuss sowie Qualitätsverlusten bei den gewickelten Energiezellen führt.
  • Durch den diskontinuierlichen Prozess bei der Herstellung der Materialbahnenwickel sind bei den bestehenden Vorrichtungen und Verfahren die an die Wickelung nachfolgenden Prozesse nicht in den Herstellungsprozess der Energiezellen integrierbar, da durch die Entfernung des Wickelkerns zunächst eine erneute Handhabung sowie Bearbeitung des Materialbahnenwickels erfolgen muss. Dies reduziert die Herstellungsgeschwindigkeit und erhöht die Gefahr von Beschädigungen während des gesamten Herstellungsprozesses.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus Materialbahnen, Energiezellen, Batterien sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen bereitzustellen, wodurch einerseits eine kontinuierliche Herstellung der Energiezellen gewährleistet werden soll und andererseits eine kosteneffiziente Herstellung sowie eine Herstellung in möglichst hohen Fertigungsraten ermöglicht werden soll, ohne dass dies zu einem nachteiligen Einfluss auf die Qualitätseigenschaften bei der Herstellung von Energiezellen führt.
  • Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Wickeleinrichtung mindestens ein Wickelband und eine Wickelgegenlage umfasst, wobei das Wickelband und die Wickelgegenlage einen in der Wickelstation angeordneten Wickelkanal zur Bildung des Materialbahnenwickels ausbilden und einrichten. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird sichergestellt, dass die mindestens zwei zumindest bereichsweise übereinanderliegenden Materialbahnen mittels der Wickeleinrichtung zu einem gewickelten Materialbahnenwickel überführbar sind, indem in dem durch das Wickelband und die Wickelgegenlage gebildeten Wickelkanal die Materialbahnen zwischen der Wickelgegenlage und dem Wickelband zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Der Wickelkanal entspricht jeweils im Wesentlichen den Abmessungen des Materialbahnenwickels während des Wickelprozesses zu dem entsprechenden Wickelzeitpunkt und vergrößert sich bevorzugt in Transportrichtung. Das Wickelband kann hierzu einen Vortrieb des zu wickelnden Materialbahnenwickels gegen die Wickelgegenlage erzeugen, wodurch einerseits ein Transport und andererseits die Wickelung bereitstellbar ist. Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage und somit der Wickelkanal zumindest abschnittsweise dem Wickelband gegenüberliegend angeordnet, wobei sich der Wickelkanal in Transportrichtung erweitert und/oder verändert. Auf diese Weise ist es möglich, dass die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Wickelbands durch Anlage mit der Wickelgegenlage einheitlich und sukzessive zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Das Wickelband ist vorzugsweise als Transportband, Band, Bahn oder dergleichen, insbesondere im Wesentlichen als flächiges Element, ausgebildet und eingerichtet. In besonderen Ausführungsformen ist das Wickelband und/oder die Transporteinrichtung zumindest bereichsweise mit Mitteln zum zumindest abschnitts- und zeitweisen Halten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels ausgebildet und eingerichtet, insbesondere vor dem Eintritt der Materialbahnen in den Wickelkanal. Ein Halten kann beispielsweise mittels Druckbeaufschlagung ausgebildet und eingerichtet sein. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in dem Wickelkanal, insbesondere durch Anlage der Materialbahnen an die Wickelgegenlage, wird eine Möglichkeit bereitgestellt, die Materialbahnen durch die Bewegung des Wickelbands miteinander in Wirkverbindung zu bringen, um die übereinanderliegenden Materialbahnen entsprechend gemeinsam zu wickeln. Die Wickelgegenlage ist in bevorzugten Ausführungsformen einstückig ausgebildet. Die Wickelgegenlage kann eine vollflächige oder eine teilweise geschlossene flächige Anlagefläche aufweisen, die zur Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen und/oder dem Materialbahnenwickel ausgebildet und eingerichtet ist. Das Material des Wickelbands sowie der Wickelgegenlage ist nicht erfindungsrelevant, wobei die Materialien jedoch bevorzugt ausreichend flexibel und dauerhaft ausgewählt sind, um eine vorgesehene Wickelung der Materialbahnen zu Materialbahnenwickeln bereitzustellen. Bevorzugt sind für die (Transport-)Bänder der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere der Wickeleinrichtung, Materialien aus dem Bereich der Textilien, Metalle oder Kunststoffe, besonders bevorzugt Verbundmaterialien hieraus, vorgesehen. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Bänder der Wickeleinrichtung zumindest abschnittsweise flexibel ausgestaltet sind, was zum Beispiel durch das Material und/oder durch die Anordnung des Bandes erzeugbar ist. Die Bänder der Wickeleinrichtung zum Transport oder zur Erzeugung des Materialbahnenwickels sind vorzugsweise umlaufende Bänder die einen Obertrum und einen Untertrum ausbilden und einrichten, wobei einer der beiden Trums in Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen bzw. mit dem Materialbahnenwickel steht oder zumindest bringbar ist.
  • Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in der Wickelstation werden die Materialbahnen in dem Wickelkanal gewickelt, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von Materialbahnenwickel sowie Energiezellen gegeben ist. Die Materialbahnen können in dem Wickelkanal durch in Wirkverbindungbringen des Wickelbands mit der Wickelgegenlage gemeinsam mit den zu wickelnden Materialbahnen aufgewickelt werden. Während des Wickelprozesses sind die aufzuwickelnden Materialbahnen innerhalb des Wickelkanals anordenbar und können bei der Zuführung zusammen gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. Durch den bevorzugten nur einen einzigen, erforderlichen Wickelkanal wird die benötigte Anzahl an Zuführungen, Transporteinrichtungen und/oder Wickeleinrichtungen während des Wickelprozesses verringert, wodurch eine schnellere sowie flexiblere Herstellung von Energiezellen gegeben ist. Die zu wickelnden Materialbahnen können zudem flexibler transportiert und in dem Wickelkanal einheitlich mit vorgegeben Parametern (Durchmesser, Wickelanzahl, Wickelgeschwindigkeit etc.) gewickelt werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl und Bandbreite an Wickelungen und Geometrien der Energiezellen erzeugbar sind und die Gefahr des Verrutschens oder des Bruchs der Materialbahnen verringert wird. Es ist kein Wickelkern bei den Materialbahnenwickel erforderlich, der im Nachgang an den Wickelprozess aus der Energiezelle entfernt werden muss. Nach der Herstellung eines Materialbahnenwickels kann in dem Wickelkanal der Wickelstation verzögerungsfrei der nächste Wickelprozess der Materialbahnen zu einem neuen Materialbahnenwickel gestartet werden, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von gewickelten Energiezellen gegeben ist. Bei der Herstellung des Materialbahnenwickels in der Wickeleinrichtung kann vorzugsweise mindestens ein als Wickelkern fungierendes Wickelelement vorgesehen sein, das vor oder während des Wickelprozesses in Wirkverbinddung mit mindestens einer Oberfläche von einer der zu wickelnden Materialbahnen bringbar ist. Um das Wickelelement sind in der Wickeleinrichtung anschließend die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Wickelbands in Verbindung mit der Wickelgegenlage zu einem Materialbahnenwickel wickelbar. Alternativ kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wickelanfang bzw. ein Wickelelement aus mindestens einer der Materialbahnen erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Wickelbands in Verbindung mit der Wickelgegenlage zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. In bevorzugten Ausführungsformen kann mehr als ein Wickelelement vorgesehen sein, um das die Materialbahnen zu dem Materialbahnenwickel wickelbar sind.
  • Durch die vorzugsweise mit dem Wickelband in Wirkverbindung stehende Wickelgegenlage ist die Funktion gegeben, dass die Materialbahnen bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen bei einer zumindest bereichsweisen Anordnung zwischen Wickelgegenlage und Wickelband zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Die Materialbahnen bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen stehen weiter bevorzugt bei einer Anordnung in dem Wickelkanal derart mit der Wickelgegenlage und/oder dem Wickelband in Wirkverbindung/Eingriff, dass sich diese um die Längsachse in Transportrichtung zu einem Materialbahnenwickel aufwickeln. Der Wickelkanal ist vorzugsweise in seinem Profil veränderbar und/oder der Kontur (Durchmesser, Form, Wickelanzahl etc.) des zu wickelnden Materialbahnenwickels angepasst oder anpassbar ausgebildet und eingerichtet, was durch eine Veränderung der Wickelgegenlage und/oder des Wickelbands ausgebildet und eingerichtet ist. Weiter bevorzugt ist eine Steuerung des Wickelbands im Verhältnis zur Wickelgegenlage ausführbar, um die Anlage der Materialbahnen (bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen) an die Wickelgegenlage zu steuern und/oder zu regeln. Der Wickelkanal ist bevorzugt in Verlauf der Wickelung an die gewünschte Kontur des Materialbahnenwickels anpassbar. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann es zweckdienlich sein, dass weitere Zusatz- und/oder Hilfsstoffe vor und/oder während der Wickelung auf mindestens eine Oberfläche der zu wickelnden Materialbahnen einbringbar sind, um die Materialbahnen beispielsweise zumindest bereichsweise miteinander zu fixieren. Eine Fixierung kann beispielsweise für einen Transport der Materialbahnen innerhalb einer Vorrichtung, einer Maschine oder eines Anlagenkomplexes vorteilhaft sein. Derartige Wickelprozessanlagen können vorzugsweise weitere Mittel und/oder Elemente umfassen, um eine Einbringung von Zusatz- und/oder Hilfsstoffen und/oder eine anschließende Wickelung zu unterstützen und/oder auszubilden und einzurichten.
  • Die Materialbahnen sind vorzugsweise Endlosbahnen und umfassen weiter bevorzugt mindestens eine Materialbahn eines Separatormaterials, das unter anderem auch als Separatorbahn, Separatormaterialbahn oder Separatorfolie bezeichnet wird. Weiter bevorzugt ist mindestens eine weitere Materialbahn aus einer Anodenbahn oder Kathodenbahn gebildet, die auch als Anode oder Kathode, Anodenmaterialbahn oder Kathodenmaterialbahn, Anodenfolie oder Kathodenfolie etc. bezeichnet werden. Vorzugsweise umfassen die mindestens zwei Materialbahnen zwei Separatormaterialbahnen. Weiter bevorzugt ist der Wickelanfang innerhalb des Wickelkanals aus mindestens einer Separatormaterialbahn erzeugbar, indem die bereitgestellten Materialbahnen zumindest einen ersten Abschnitt aus Materialbahnen umfassen, die aus mindestens einer Separatormaterialbahn bestehen, der durch Bearbeitung zu einem Wickelanfang ausbildbar ist. Zur Erzeugung eines Wickelanfangs ist mindestens eine der Separatormaterialbahnen bevorzugt vor oder innerhalb des Wickelkanals in Wirkverbindung mit mindestens einem Mittel bringbar, wodurch die mindestens eine Separatormaterialbahn zu einem Wickelanfang erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind.
  • Es ist im Sinne der Erfindung nicht erforderlich, dass nur zwei Materialbahnen zur Herstellung von gewickelten Energiezellen vorgesehen sind. Es kann weiter bevorzugt vorgesehen sein, dass die Materialbahnen, insbesondere zwei Separatormaterialbahnen und mindestens eine weitere Materialbahn, beispielsweise eine Anoden- und/oder ein Kathodenmaterialbahn umfassen. Die Anoden- oder Kathodenmaterialbahn ist bevorzugt zwischen zwei Separatormaterialbahnen angeordnet, um die entsprechenden Ausgangsmaterialien für eine Energiezelle bereitzustellen. Darüber hinaus können dem Materialbahnenwickel bevorzugt weitere Materialien oder Bearbeitungsschritte zugefügt werden, um die Energiezelle zu bilden. Bei der übereinanderliegenden Anordnung der Materialbahnen ist es nicht wesentlich, dass sämtliche Materialbahnen über den gesamten Zeitraum des Transports übereinanderliegen. Übereinanderliegend im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Materialbahnen zumindest abschnittsweise übereinanderliegend angeordnet sind. Übereinanderliegend im Sinne der Erfindung kann daher bedeuten, dass die Materialbahnen beabstandet oder im Wesentlichen abstandsfrei übereinanderliegend angeordnet sind, wobei weiter bevorzugt eine im Wesentlichen kongruente Anordnung der Materialbahnen vorgesehen ist. Bei einer beabstandeten Anordnung der Materialbahnen sind diese vorzugsweise zumindest teilweise mittels eigenständiger Transportmittel transportierbar, bei einer abstandsfreien Anordnung sind die Materialbahnen vorzugsweise mit einem einzigen Transportmittel transportierbar. Bei mehreren Materialbahnen ist es somit denkbar, dass eine der Materialbahnen nur für einen gewissen Abschnitt auf einer weiteren Materialbahn angeordnet ist, vorzugsweise ist denkbar, dass eine Anoden- oder Kathodenmaterialbahn jeweils vollständig auf einer Separatormaterialbahn anordenbar ist und/oder von einer Separatormaterialbahn bedeckt ist.
  • Unter den Erfindungsgedanken fallen gleichermaßen Vorrichtungen, die derart in der Breite angepasst sind, dass gleichzeitig eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen parallel zu Materialbahnenwickel herstellbar sind. Vorzugsweise sind derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen insbesondere in der (Maschinen-)Breite variabel ausgebildet und eingerichtet, so dass jeweils mehrere Materialbahnen nebeneinander bzw. parallel mittels der Transporteinrichtung transportierbar sind. Mit einer einzigen Vorrichtung sind somit eine Mehr- oder Vielzahl von mindestens zwei Materialbahnen mittels der Wickeleinrichtung zu entsprechenden Materialbahnenwickel wickelbar. Anders ausgedrückt werden auf einer Vorrichtung eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen parallel verarbeitet, indem die Vorrichtungsbestandteile in der Breite entsprechend angepasst sind, um eine parallele Wickelung in Richtung der Längsachse der Energiezelle durch eine entsprechende Anordnung und einen Transport in dem Wickelkanal bereitzustellen. Hierzu sind die vorgesehenen Einrichtungen, Stationen und die jeweiligen Mittel korrespondierend anzupassen, um eine Skalierbarkeit in der Breite bereitzustellen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung zumindest bereichsweise als das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals zu transportieren, wobei der Materialbahnenwickel durch Anlage der Materialbahnen mit der Wickelgegenlage und/oder mit dem Wickelband bildbar ist. Durch das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage ist/sind die Materialbahnen zumindest abschnittsweise entlang des Wickelkanals in Transportrichtung transportierbar. Auf diese Weise erfolgt einerseits ein Transport der Materialbahnen und andererseits kann auf diese Weise eine Wickelung der Materialbahnen entlang des Wickelkanals erfolgen, um den Materialbahnenwickel und somit die Energiezelle kontinuierlich und zuverlässig herzustellen. Die Materialbahnen liegen bevorzugt während des Wickelprozesses an dem Wickelband und/oder der Wickelgegenlage an, wodurch bei einer Bewegung des Wickelbandes und/oder der Wickelgegenlage, was einem Vortrieb der zu wickelnden Materialbahnen in dem Wickelkanal zur Folge hat, eine Wickelung der Materialbahnen zu dem Materialbahnenwickel ausgebildet und eingerichtet ist. Das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage übernimmt/übernehmen vorzugsweise eine Doppelfunktion, indem das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage bevorzugt als ein Transportelement ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen zumindest abschnittsweise entlang des Transportabschnitts zu transportieren und zudem mittels des Wickelbands in Kombination mit der Wickelgegenlage eine Bildung des Materialbahnenwickels erfolgt. Auf diese Weise ist ein geringerer Materialeinsatz sowie geringere Steuer- und Regelvorgänge erforderlich, wodurch eine kontinuierliche, effiziente und zuverlässige Herstellung von Energiezellen gewährleistet ist. Es sind eine geringe Anzahl an beweglichen und zu bewegenden Teilen bzw. Materialbahnen erforderlich, die entlang eines vorgesehenen Abschnitts zu dem Materialbahnenwickel wickelbar sind, ohne dass eine spezifische Zuführung oder Regelung der Materialbahnen gegeben ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wickelkanal in Transportrichtung derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, dass der Materialbahnenwickel bei einem Transport durch den Wickelkanal mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. Durch die Veränderbarkeit des Wickelkanals kann direkt Einfluss auf den Wickelprozess genommen werden, indem durch die Ausgestaltung des Wickelkanals, insbesondere durch seine Abmessungen in der Höhe oder seine Ausgestaltung der Kontur, die Dynamik während der Wickelung veränderbar ist. Auf diese Weise ist der Wickelraum während der Wickelung ausreichend groß gewählt oder ausreichend groß wählbar, so dass der Durchmesser des Materialbahnenwickels während des Wickelprozesses sukzessive durch Wickelung der Materialbahnen vergrößerbar ist. Durch die Erweiterung des Wickelkanals in Verlauf der Transportrichtung ist ein Ortswechsel der Wickelung während des Wickelprozesses innerhalb des Wickelkanals erzeugbar, wodurch die Wickelung des zu erzeugenden Materialbahnenwickels entlang der Wickelstation veränderlich ausgebildet und eingerichtet ist, wobei zum Beispiel ein Positionswechsel der Materialbahnen innerhalb der Wickeleinrichtung in Transportrichtung gegeben ist. Darüber hinaus kann durch die Abmessung des Wickelkanals in der Höhe insbesondere die Intensität der Wickelung gesteuert werden, um einerseits eine losere oder eine gespanntere/festere Wickelung der Materialbahnen auszubilden und einzurichten. Weiter ist durch die Erweiterbarkeit des Wickelkanals der Wickelkanal derart veränderbar, dass der vorherrschende Raum für die Wickelung sukzessive vergrößerbar ist, damit bei einer Anlage mindestens einer der Materialbahnen während des Wickelprozesses ein ausreichend großer Bereich zur Verfügung steht. Nach der entsprechend vorgesehenen Wickelung ist der Wickelkanal in einer bevorzugten Weiterbildung wieder verringerbar, insbesondere durch Veränderung der Position des Wickelbandes zu der Wickelgegenlage (oder umgekehrt), wodurch beispielsweise die Abmessungen des Wickelkanals vergrößer- oder verkleinerbar sind.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Wickelgegenlage eine ortsfeste Wickelkontur auf, wobei der Wickelkanal in Abhängigkeit von der Wickelkontur und des Wickelbandes ausgebildet und eingerichtet ist. Die Wickelkontur der Wickelgegenlage entspricht vorzugsweise zumindest abschnittsweise der Kontur des Wickelbandes oder der Führung des Wickelbandes, wobei in Verlauf der Transportrichtung die Wickelkontur derart erweiterbar ist, dass eine Erweiterung des Durchmessers des Materialbahnenwickels ausbildbar und einrichtbar ist. Die Beabstandung zwischen Wickelgegenlage und dem Wickelband ist beispielsweise mittels einer Bandsteuerung und/oder einer Kurvensteuerung veränderbar, wodurch der Wickelkanal in seinem Höhenprofil vergrößer- oder verringerbar ist. Die ortsfeste Wickelgegenlage ist in Abhängigkeit der zu wickelnden Materialbahnenwickel auswählbar, insbesondere indem die Wickelkontur zur Ausbildung der Materialbahnenwickel gewählt ist. Die Wickelkontur und der Wickelkanal können insbesondere je nach Dicke oder Länge der zu wickelnden Materialbahnenwickel bzw. dem vorgesehenen Durchmesser oder der Intensität der Wickelung des Materialbahnenwickels ausgewählt sein. Die Anzahl der Wickelumdrehungen in dem Wickelkanal ist vorzugsweise aus der Materialbahnenlänge vorbekannt oder vorbestimmt, wodurch ein gezieltes Anhalten und/oder Übergeben an eine weitere Einheit mit einer definierten Nahtlage der letzten äußeren Umwicklung des Materialbahnenwickels gegeben ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass das Wickelband und/ oder die Wickelgegenlage derart in ihrer Anordnung zueinander veränderbar ausgebildet und eingerichtet ist/sind, dass der Wickelkanal in Verlauf der Transportrichtung in Abhängigkeit der Wickelung des Materialbahnenwickels anpassbar ist. Durch die Anpassbarkeit des Wickelkanals ist insbesondere eine Steuerung der Wickelung des Materialbahnenwickels ausbildbar und einrichtbar. Bei einer geringeren Beabstandung zwischen Wickelgegenlage und dem Wickelband ist insbesondere eine komprimiertere Wickelung erzeugbar. Die Veränderung der Anordnung zwischen Wickelband und Wickelgegenlage ist bevorzugt durch eine relative Bewegung eines der beiden Elemente zueinander gegeben. Die Anordnung zueinander kann insbesondere je nach Dicke oder Länge der zu wickelnden Materialbahnenwickel bzw. dem vorgesehenen Durchmesser oder der Intensität der Wickelung des Materialbahnenwickels veränderlich ausgebildet und eingerichtet sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wickelgegenlage als ein angetriebenes und/oder antreibbares Wickelgegenlageband ausgebildet und eingerichtet, um die Materialbahnen zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals in Transportrichtung zu transportieren. Weiter bevorzugt ist durch das angetriebene und/ oder antreibbare Wickelgegenlageband der Wickelprozess innerhalb des Wickelkanals unterstützbar. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Wickelband angetrieben und/oder antreibbar ausgebildet und eingerichtet, um die Materialbahnen zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals bei Anlage mit der Wickelgegenlage in Transportrichtung zu transportieren und/oder um den Wickelprozess zu initiieren oder innerhalb des Wickelkanals auszuführen. Vorzugsweise sind zum Antrieb und/oder zur Lagerung des Wickelbands und/oder des Wickelgegenlagebands jeweils mindestens zwei Wickelbandelemente vorgesehen, wobei jeweils mindestens eines der Wickelbandelemente insbesondere zum Antrieb des Bands, zur Erzeugung einer Bandspannung und/oder einem Ausweichen/Veränderbarkeit des Wickelkanals während des Wickelprozesses ausgebildet und eingerichtet ist.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband und/oder das Wickelgegenlageband mit einer Bandgeschwindigkeit angetrieben oder antreibbar ist/sind, wobei sich eine Wickelgeschwindigkeit des Materialbahnenwickels ausbildet und einrichtet. Durch die Bandgeschwindigkeiten können unterschiedliche Parameter während der Wickelung beeinflusst werden. Es ist insbesondere die Intensität, Geschwindigkeit sowie die Wickelanzahl steuer- und/oder regelbar. Es ist nicht erforderlich, dass beide Bänder in derselben Geschwindigkeit angetrieben oder antreibbar sind. Je nach gewünschtem Transport oder Wickelung kann es vorgesehen sein, dass die Bänder in unterschiedlichen Geschwindigkeiten zueinander angetrieben oder antreibbar sind.
  • Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgeschwindigkeit durch eine Überlagerung der Bändergeschwindigkeiten des Wickelbands und des Wickelgegenlagebands ausgebildet und eingerichtet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist/weisen das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche auf, wobei die strukturierte Oberfläche bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen eine Zustandsänderung mindestens einer der Materialbahnen ausbildet und einrichtet. Die Zustandsänderung ist beispielsweise eine Materialbahnenansammlung, eine Materialverdichtung und/oder die Erzeugung eines Wickelanfangs. Vorzugsweise ist die strukturierte Oberfläche dafür vorgesehen bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen einen Wickelanfangs auszubilden und einzurichten, wobei die Materialbahnen um den Wickelanfang zu einem gewickelten Materialbahnenwickel wickelbar sind. Weiter bevorzugt ist die strukturierte Oberfläche ein Bereich oder ein Element des Wickelkanals. Die strukturierte Oberfläche kann beispielsweise als Erhebung oder als Vertiefung, insbesondere als eine Rille oder Ausnehmung, ausgebildet und eingerichtet sein. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen mit der strukturierten Oberfläche ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise insbesondere der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen durch die strukturierte Oberfläche eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang fungiert. Im weiteren Verlauf sind die Materialbahnen um diesen Wickelanfang entlang des sich erweiternden Wickelkanals zu dem Materialbahnenwickel wickelbar. Alternativ kann ein derartiger Wickelanfang auch als Wickelelement bezeichnet werden, um den die Materialbahnen zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Wickelgegenlage und/oder der Rotationskörper zumindest bereichsweise eine beschichtete Oberfläche auf, wobei die beschichtete Oberfläche insbesondere zur Ausbildung unterschiedlicher Gleiteigenschaften mindestens einer der Materialbahnen auf der Wickelgegenlage und/oder auf dem Rotationskörper vorgesehen ist. Die beschichtete Oberfläche kann insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet sein, das Gleiten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels zu verbessern, das heißt die Reibungskraft zu verringern, oder das Gleiten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels zu reduzieren, das heißt die Reibungskraft zu vergrößern.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wickelkanal mindestens ein Eingriffselement anordenbar oder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Eingriffselement auf der Wickelgegenlage und/oder dem Wickelband in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar ist oder in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Das Eingriffselement ist vorzugsweise zur Erzeugung eines Wickelanfangs in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Das Eingriffselement stellt beispielsweise eine abschnittsweise Erhebung in dem Wickelkanal dar, um den Wickelprozess bei einem Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit diesem Eingriffselement zu beginnen. Weiter bevorzugt ist das Eingriffselement ein vorgesehenes Element des Wickelkanals, welches in Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar ist. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen mit dem Eingriffselement ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen durch das Eingriffselement eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang fungiert. Im weiteren Verlauf sind die Materialbahnen um diesen Wickelanfang entlang des sich erweiternden Wickelkanals zu dem Materialbahnenwickel wickelbar. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Eingriffselement jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage und/oder dem Wickelband vorgesehene Öffnung in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Auf diese Weise ist das Eingriffselement nur bedarfsweise dem Wickelkanal in einer Eingriffsposition zuführbar, um einen Wickelanfang aus mindestens einer der Materialbahnen zu erzeugen. Während des weiteren Transports der Materialbahnen entlang des Transportabschnitts verbleibt das Eingriffselement vorzugsweise in der Ruheposition bzw. ist in die Ruheposition außerhalb des Wickelkanals rückführbar, um ein Beschädigen oder einen unerwünschten Eingriff mit einer der Materialbahnen zu verhindern. Die Materialbahnen sind bei einer Anordnung des Eingriffselements in der Ruheposition über die Öffnung hinweg transportierbar und entlang des Wickelkanals zu einem Materialbahnenwickel wickelbar.
  • Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle erstreckendes Wickelelement vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen zu bringen. Vorzugsweise ist das Wickelelement schon vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen bringbar, wodurch die Materialbahnen nicht erst bei der Wickelung gemeinsam dem Wickelprozess zugeführt werden müssen, sondern das in Verbindung bringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen und das anschließende Wickeln kann örtlich getrennt voneinander erfolgen. Anders ausgedrückt ist der Vorgang der Wickelung der Materialbahnen nicht an die Bereitstellung des Wickelelements gebunden. Das Wickelband kann bevorzugt eine Doppelfunktion bei der Wickelelementeinbringung sowie bei der Wickelung bereitstellen, indem das Wickelelement mittels des Wickelbands mit mindestens einer der Materialbahnen in Wirkverbindung bringbar ist, um anschließend die Wickelung in Verbindung mit der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals auszubilden und einzurichten. Sofern die Wickelelementeinbringeinrichtung von der Wickeleinrichtung getrennt ist, können die mit dem Wickelelement versehenen Materialbahnen bevorzugt mittels des dafür vorgesehenen Wickelbands und der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals gewickelt werden. Durch die Einbringung eines Wickelelements und der Erzeugung eines ein Wickelement enthaltenden Materialbahnenwickels sind unterschiedliche Möglichkeiten der Nutzung eines Wickelelements gegeben, das durch das bevorzugte Verbleiben in dem Materialbahnenwickel unterschiedliche Zusatzfunktionen in der Energiezelle ausbilden kann. Derartige Wickelelemente werden alternativ auch als Wickelkern, Hilfskern oder Hilfselement bezeichnet. Das Material des Wickelelements ist nicht erfindungsrelevant und es können grundsätzlich sämtliche Materialien vorgesehen sein, die eine Herstellung/Wickelung einer Energiezelle unter Berücksichtigung der eingesetzten Materialbahnen ermöglichen. Vorzugsweise können als Materialien für die Wickelelemente Kunststoffe, besonders bevorzugt PE oder PP, vorgesehen sein. Es ist allerdings jeder andere Werkstoff denkbar, wie z.B. Aluminium oder Kupfer, es muss nur kompatibel zu einer gegebenenfalls bevorzugt vorgesehen Zellchemie der Energiezelle sein. Das Wickelelement kann auf diese Weise positive Aspekte für eine bevorzugt vorgesehene flüssige Zellchemie (z. B. Elektrolyt) aufweisen, indem das Wickelelement beispielsweise als Speichermedium hierfür ausgebildet und eingerichtet ist. Vorzugsweise ist das Wickelelement porös ausgebildet und eingerichtet. Weiter kann das Wickelelement eine Stützfunktion für die zu wickelnden Materialbahnen darstellen, wodurch bessere mechanische Eigenschaften der Energiezelle bereitgestellt werden können. Zudem kann es zweckdienlich sein, dass das Wickelelement nach der Wickelung nicht mehr von dem Materialbahnenwickel getrennt wird, wodurch die Gefahr von Beschädigungen oder Qualitätseinbußen an der Energiezelle minimiert wird. Vorzugsweise wird das Wickelelement auf der obersten Materialbahn der zu wickelnden Materialbahnen aufgebracht. Alternativ kann das Wickelelement beispielsweise auf zwei der Materialbahnen aufgebracht werden. Das in Wirkverbindungbringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche erfolgt weiter bevorzugt durch eine zumindest zeitweise Fixierung des Wickelelements auf oder mit mindestens einer der Materialbahnen. Die mit dem Wickelelement in Wirkverbindung gebrachten Materialbahnen können vorzugsweise gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelelementeinbringeinrichtung als Wickelelementtrommel ausgebildet und eingerichtet, um das Wickelelement vor oder mit dem Start des Wickelprozesses an die Materialbahnen zu übergeben.
  • Das in Wirkverbindungbringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen ist vorzugsweise irreversibel, so dass das Wickelelement mit mindestens einer Materialbahn fest miteinander verbunden ist. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann es zweckdienlich sein, dass das Wickelelement reversibel mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen eingebracht ist. Eine Fixierung des Wickelelements kann beispielsweise für einen Transport der Materialbahnen innerhalb der Vorrichtung, einer Maschine oder einem Anlagenkomplex vorteilhaft sein. Derartige Wickelprozessanlagen können vorzugsweise weitere Mittel und/oder Elemente umfassen, um eine Einbringung des Wickelelements und/oder eine anschließende Wickelung zu unterstützen und/oder auszubilden und einzurichten.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung weiter mindestens eine Schneideeinrichtung umfasst, die ausgebildet und eingerichtet ist, mindestens eine der Materialbahnen und/oder den Materialbahnenwickel quer oder längs zur Transportrichtung zu schneiden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung angeordnet. Die mindestens eine Schneideeinrichtung ermöglicht es, mindestens eine oder jede der Materialbahnen und/oder den Materialbahnenwickel zu schneiden. Die Schneideeinrichtungen sind vorzugsweise zum Ablängen von Endlosbahnen vorgesehen, alternativ oder ergänzend können die Schneideeinrichtung vorgesehen sein, den gebildeten Materialbahnenwickel in einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form zu schneiden. Durch die Schneideeinrichtung ist ein breiteres Anwendungsspektrum für die Vorrichtung gegeben, indem beispielsweise breitere Materialbahnen zu schmaleren Materialbahnen mit gewünschten Abmessungen zugeschnitten werden können. Darüber hinaus können Materialbahnen entsprechend eines vorgegebenen Zuschnitts geschnitten werden. Weiter bevorzugt ist mittels der Schneideeinrichtung alternativ oder ergänzend auch ein anderweitiges Schnittmuster ausführbar, beispielsweise spezielle Aussparungen, Leiterbahnen oder spezifische weitere Schnittbilder. Die Schneideeinrichtungen können beispielsweise durch ein Schneidmittel und ein Schneidgegenmittel, beispielsweise eine Gegentrommel, ausgebildet und eingerichtet sein. Das Schneidmittel schneidet hierzu die über das Schneidgegenmittel geführten Materialbahnen mit der vorgegebenen Schnittfolge oder Länge, welche durch den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist. Das Schneidgegenmittel ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Abschnitt der Transporteinrichtung. Die Schneideeinrichtung kann vorzugsweise eine Stanz-, Laser-, Messer- oder Thermoschneideeinrichtung umfassen und zur Ausführung des Schneidevorgangs ausgebildet und eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Schneideeinrichtung ein auf der mindestens einen Oberfläche anzuordnendes Wickelelement vor und/oder nach der Anordnung auf der Materialbahn entsprechend einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form schneiden.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise temperierbar und/oder druckbelastbar ausgebildet und eingerichtet ist/sind, um in der Wickelstation zumindest bereichsweise eine Temperatur und/oder Druck auf die Materialbahnen oder den Materialbahnenwickel einzutragen. Durch das Eintragen von Druck können vorgegebene mechanische Eigenschaften bei den Materialbahnen und/oder bei dem Materialbahnenwickel erzeugt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Laminieren, ein Komprimieren oder ein Härten der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels möglich, um diese beispielsweise zumindest bereichsweise miteinander zu verbinden oder um die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts zu beeinflussen. Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage oder das Wickelband zumindest bereichsweise beheizbar und/oder kühlbar ausgebildet und eingerichtet. Alternativ oder ergänzend kann das Wickelband beispielsweise mit einem einstellbaren Druck gegen die Materialbahnen und/oder gegen den Materialbahnenwickel verfahrbar ausgebildet und eingerichtet sein, um einen vorgegebenen Druck innerhalb des Wickelkanals durch Anlage gegen die Wickelgegenlage zu erzeugen. Alternativ oder ergänzend kann eine Einrichtung zum Eintrag von Hilfs- und/oder Zusatzstoffen vorgesehen sein, um beispielsweise ein reversibles oder irreversibles Verbinden der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels auszubilden und einzurichten.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wickeleinrichtung nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel ausgebildete und eingerichtete Abgabeeinrichtung angeordnet ist. Die Abgabeeinrichtung übernimmt die Materialbahnenwickel von der Wickeleinrichtung oder der Transporteinrichtung, um eine kontinuierliche Herstellung von Energiezellen zu ermöglichen. Die Abgabeeinrichtung ist weiter bevorzugt derart ausgebildet und eingerichtet, dass diese ein von der Wickeleinrichtung erzeugten Materialbahnenwickel übergeben bekommt oder dass ein abgegebener Materialbahnenwickel durch die Abgabeeinrichtung aufnehmbar ist. Die Abgabeeinrichtung ist bevorzugt nach der Wickelstation oder der Transporteinrichtung angeordnet. Mittels der Abgabeeinrichtung ist weiter bevorzugt ein Haftmittel an und/ oder auf den Materialbahnenwickel aufbringbar, um den Materialbahnenwickel zumindest zeitweise im Wesentlichen formstabil zu sichern. Das Haftmittel kann beispielsweise ein Klebestreifen sein.
  • Die Aufgabe wird auch durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass der Materialbahnenwickel durch ein die Wickeleinrichtung umfassendes Wickelband und eine Wickelgegenlage in einem in der Wickelstation angeordneten Wickelkanal gebildet wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass die mindestens zwei Materialbahnen zuverlässig und einheitlich zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. Durch die Erzeugung eines Materialbahnenwickels, was im Wesentlich durch Anlage der mindestens zwei Materialbahnen an die Wickelgegenlage und das Wickelband ausgebildet und eingerichtet wird, ist es beispielsweise möglich, dass der Transport der Materialbahnen von der Wickelung getrennt wird, so dass die Energiezellen in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt werden können. Die Materialbahnenwickel werden dafür entsprechend in dem Wickelkanal durch die Wickelgegenlage mittels des Wickelbands gewickelt und anschließend aus dem Wickelkanal abgeführt, während vorzugsweise ein Wickelprozess eines weiteren Materialbahnenwickels anschließend oder bereits währenddessen begonnen wird. Die Materialbahnen werden bevorzugt von einer Endlosbahn kontinuierlich zugeführt, wodurch die Herstellung der Materialbahnenwickel ebenfalls kontinuierlich erzeugbar ist. Die übereinanderliegend bereitgestellten Materialbahnen werden in dem Wickelkanal zentral zugeführt, so dass keine separate Handhabung der zu wickelnden Materialbahnen um einen festen Wickelkern erforderlich ist. Der Wickelkanal kann vorzugsweise in Verlauf der Transportrichtung dynamisch ausgebildet sein, um den Wickelprozess sukzessive entlang des Transportabschnitts auszubilden und einzurichten. Die Wickelung erfolgt, indem der zu erzeugende Materialbahnenwickel während des Wickelprozesses in dem Wickelkanal durch Anlage an die Wickelgegenlage mittels des Wickelbands gebildet wird. Durch die zumindest bereichsweise Anlage der Materialbahnen wird eine Möglichkeit bereitgestellt, die Materialbahnen durch das Wickelband mit der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals in Wirkverbindung zu bringen, um die übereinanderliegenden Materialbahnen entsprechend gemeinsam zu wickeln. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in der Wickelstation werden die Materialbahnen in dem Wickelkanal gewickelt, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von Materialbahnenwickeln sowie Energiezellen gegeben ist. Die Materialbahnen können in dem Wickelprozess gemeinsam mit den gesamten zu wickelnden Materialbahnen aufgewickelt werden. Während des Wickelprozesses sind die aufzuwickelnden Materialbahnen innerhalb des Wickelkanals angeordnet und können bei der Zuführung bevorzugt gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. Durch die Wickelstation mit dem Wickelkanal wird die benötigte Anzahl an Zuführungen und/oder Transporteinrichtungen während des Wickelprozesses verringert, wodurch eine schnellere sowie flexiblere Herstellung von Energiezellen gegeben ist. Die zu wickelnden Materialbahnen können zudem flexibler transportiert und mittels der Wickelgegenlage in Verbindung mit dem Wickelband gewickelt werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl an Wickelungen und Geometrien der Energiezellen erzeugbar ist und die Gefahr des Verrutschens oder des Bruchs der Materialbahnen verringert wird. Es ist kein Wickelkern bei den Materialbahnenwickel erforderlich, der im Nachgang an den Wickelprozess entfernt werden muss. Bei der Herstellung des Materialbahnenwickels kann vorzugsweise ein Wickelelement vorgesehen sein, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen verbleibt das Wickelelement anschließend in dem Materialbahnenwickel bzw. in der Energiezelle. Alternativ kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wickelanfang bzw. ein Wickelelement aus mindestens einer der Materialbahnen erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden.
  • Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere auch auf die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail geschilderten Vorzüge verwiesen. Diese gelten in analoger Weise auch für das im Folgenden angegebene erfindungsgemäße Verfahren.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen zumindest bereichsweise mittels des Wickelbands und/oder der Wickelgegenlage entlang des Wickelkanals transportiert werden, wobei der Materialbahnenwickel durch Anlage der Materialbahnen mit der Wickelgegenlage und/oder mit dem Wickelband gebildet wird.
  • Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal in Transportrichtung erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, wobei der Materialbahnenwickel bei einem Transport durch den Wickelkanal mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird/werden das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage in der Anordnung zueinander verändert, wobei der Wickelkanal in Verlauf der Transportrichtung in Abhängigkeit der Wickelung des Materialbahnenwickels angepasst wird.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgegenlage als ein angetriebenes und/oder antreibbares Wickelgegenlageband ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals in Transportrichtung zu transportieren.
  • Eine weitere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Wickelband und/oder das Wickelgegenlageband mit einer Bandgeschwindigkeit angetrieben wird oder antreibbar ist/sind, um den Materialbahnenwickel mit einer Wickelgeschwindigkeit zu wickeln.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wickelgeschwindigkeit durch eine Überlagerung der Bändergeschwindigkeiten des Wickelbands und des Wickelgegenlagebands gebildet wird.
  • Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen um einen Wickelanfang zu einem gewickelten Materialbahnenwickel gewickelt werden, wobei der Wickelanfang durch Eingriff der Materialbahnen mit einer das Wickelband und/oder die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche erzeugt wird.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wickelanfang mittels mindestens eines in dem Wickelkanal angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements erzeugt wird, wobei das mindestens eine Eingriffselement auf der Wickelgegenlage und/oder dem Wickelband in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen gebracht wird oder in den Wickelkanal zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen hineinragt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle erstreckendes Wickelelement in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen gebracht.
  • Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materialbahnen und/oder der Materialbahnenwickel quer und/oder längs zur Transportrichtung mittels einer Schneideeinrichtung geschnitten wird/werden, vorzugsweise vor und/ oder nach der Wickeleinrichtung angeordnet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung nachgelagert angeordneten Abgabeeinrichtung von der Wickeleinrichtung abgegeben wird.
  • Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen sowie bevorzugte Vorrichtungsgegenstände ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt und
    • 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.
  • Anhand der vorgenannten Figuren wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben.
  • Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen 10 sind exemplarisch als eigenständige und separate Vorrichtungen 10 ausgebildet und eingerichtet. Die Erfindung bezieht sich jedoch in gleicher Weise auf eine vergleichbare Vorrichtung 10, die in einer komplexeren Anlage mit mehreren Baugruppen oder vor- und/oder nachgelagerten weiteren Vorrichtungs- oder Maschinenbestandteilen integriert ist. Derartige Vorrichtungen 10 können insbesondere in der (Maschinen-)Breite variabel ausgebildet und eingerichtet sein, so dass mehrere Materialbahnen 11, 12, 13, 14 parallel (übereinanderliegend) mittels der Vorrichtung 10 bearbeitet werden können. Anders ausgedrückt können auf einer Vorrichtung 10 eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11, 12, 13, 14 parallel verarbeitet werden, indem die Vorrichtungsbestandteile in der Breite entsprechend angepasst sind. Hierzu sind die vorgesehenen Einrichtungen und die jeweiligen Mittel korrespondierend anzupassen, um eine Skalierbarkeit in der Breite bereitzustellen.
  • Die vorgesehenen Materialbahnen 11, 12, 13, 14 werden vorzugsweise in einer Herstellmaschine erzeugt, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfassen kann und/oder der eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 nachgelagert angeordnet ist. Eine derartige - in den Figuren nicht dargestellte - Herstellmaschine umfasst vorzugsweise unterschiedliche Schritte, um die entsprechenden Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mit den vorgesehenen Eigenschaften zum Herstellen einer gewickelten Energiezelle 17 zu erzeugen. Die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 werden in der Regel als Endlosbahnen bereitgestellt und können bereits in vorgesehenen Längen und/oder Breiten vorgeschnitten vorliegen. In einer vorgelagerten Vorrichtung bzw. in vorgelagerten Verarbeitungsschritten können die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 darüber hinaus vorzugsweise zumindest bereichsweise miteinander zu einem Materialbahnenverbund verbindbar sein. Die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 sind vorzugsweise ausgewählt aus zwei Separatormaterialbahnen 11, 13 und jeweils einer Anodenmaterialbahn 12 und einer Kathodenmaterialbahn 14.
  • 1 und 2 zeigen jeweils schematisch eine unterschiedliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 dient zur Herstellung von gewickelten Energiezellen 17 aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11, 12, 13, 14. Die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 sind der Vorrichtung 10 zumindest bereichsweise übereinanderliegend mittels mindestens einer Zuführeinrichtung 15 zuführbar, wobei in den dargestellten Ausführungsformen jeweils nur eine Zuführeinrichtung 15 gezeigt ist. Im Sinne der Erfindung können die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 auch mit einem (geringfügigen) Abstand übereinanderliegend transportiert werden. Vorzugsweise können die mindestens zwei Materialbahnen 11, 12, 13, 14 als zumindest bereichsweise verbundener Materialbahnenverbund vorliegen. Alternativ können die mindestens zwei Materialbahnen 11, 12, 13, 14 vor oder mit dem Wickeln zumindest bereichsweise zu einem Materialbahnenverbund verbunden werden. Die Herstellung des Materialbahnenverbundes erfolgt bevorzugt während des Wickelns. Die übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11, 12, 13, 14 sind exemplarisch jeweils als eine einzelne Materialbahn 11, 12, 13, 14 dargestellt, wobei die übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mindestens eine Oberfläche 18 aufweisen. Die Oberfläche 18 der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ist nicht auf die Oberseite beschränkt, sondern kann auch auf der Unterseite der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 angeordnet sein. Unter Oberfläche 18 ist im Grunde sämtliche freie Fläche der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zu verstehen. Die Oberfläche 18 der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ist in der Regel jeweils der Bereich mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13 ,14, der mit Vorrichtungsbestandteilen in Anlage steht. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Transporteinrichtung 19 zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Transportrichtung T entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung 10, wobei die Transporteinrichtung 19 mindestens ein Transportelement 20 umfasst. Weiter umfasst die Vorrichtung 10 eine Wickeleinrichtung 21 zum Wickeln der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 in einer die Wickeleinrichtung 21 umfassenden Wickelstation 23.
  • Die Vorrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Wickeleinrichtung 21 mindestens ein Wickelband 24 und eine Wickelgegenlage 25 umfasst, wobei das Wickelband 24 und die Wickelgegenlage 25 einen in der Wickelstation 23 angeordneten Wickelkanal 26 zur Bildung des Materialbahnenwickels 22 ausbilden und einrichten. In den 1 und 2 ist beispielhaft der Verlauf der Wickelung in dem Wickelkanal 26 der Wickelstation 23 dargestellt. Der Materialbahnenwickel 22 ist in innerhalb des Wickelkanals 26 in unterschiedlichen Zuständen der Wickelung gezeigt, wobei sich die Wickelung in Verlauf der Transportrichtung T durch die Aufwickelung der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 um den bereits gebildeten Materialbahnenwickel 22 im Durchmesser sukzessive vergrößert. Das Wickelband 24 ist vorzugsweise umlaufend angetrieben bzw. antreibbar, um die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bzw. den Materialbahnenwickel 22 in Transportrichtung T zu transportieren. In dem Wickelkanal 26 sind die ausschnittsweise dargestellten Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Anlage mit der Wickelgegenlage 25 sowie dem Wickelband 24, wobei die Wickelung zu dem Materialbahnenwickel 22 ausführbar ist. In den 1 und 2 ist die Wickelgegenlage 25 als Wickelgegenlageband 28 ausgebildet und eingerichtet, das ein umlaufend angetriebenes bzw. antreibbares Band umfasst. Die Bänder der Wickeleinrichtung 21 sind insbesondere mittels Wickelbandelementen 27, insbesondere Rollen, Trommeln, Stangen, Zylinder etc., gelagert und weiter bevorzugt mittels mindestens einem Wickelbandelement 27 angetrieben oder antreibbar ausgebildet und eingerichtet. Im Sinne der Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, dass die Wickelgegenlage 25 als Wickelgegenlageband 28 ausgestaltet ist. Es ist lediglich erforderlich, dass das Wickelband 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in dem Wickelkanal 26 zu einem Materialbahnenwickel 22 wickelt.
  • In den 1 und 2 sind die Ausführungsformen der Vorrichtung 10 im Querschnitt dargestellt und exemplarisch ist auf der Zuführeinrichtung 15 und auf der Transporteinrichtung 19 jeweils eine Materialbahn 11, 12, 13, 14 dargestellt. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch können auf derartigen Vorrichtungen 10 eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11, 12, 13, 14 gleichzeitig, das heißt beispielsweise nebeneinander, innerhalb der Vorrichtung 10 transportierbar und mittels der mindestens einen Wickeleinrichtung 21 zu einem Materialbahnenwickel 22 sowie zu einer Energiezelle 17 herstellbar sein. Die entsprechenden Vorrichtungsbestandteile sind hierzu bevorzugt in der Breite angepasst, so dass eine im Wesentlichen parallele Herstellung von mehreren Energiezellen 17 ausführbar ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Transporteinrichtung 19 zumindest bereichsweise als das Wickelband 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 ausgebildet und eingerichtet, um die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 zu transportieren, wobei der Materialbahnenwickel 22 durch Anlage der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mit der Wickelgegenlage 25 und/oder mit dem Wickelband 24 bildbar ist. Es ist im Sinne der Erfindung nicht erforderlich, dass die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 während des gesamten Transportes in Anlage mit dem Wickelband 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 stehen. Die Wickelgegenlage 25 bildet eine Anlagefläche aus, die zur zumindest bereichsweisen Anlage mit den Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bzw. dem Materialbahnenwickel 22 ausgebildet und eingerichtet ist und während dieser Anlage ist mindestens eine der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Transportrichtung T transportierbar. Bevorzugt ist der Wickelkanal 26 in Transportrichtung T derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar, dass der Materialbahnenwickel 22 bei einem Transport durch den Wickelkanal 26 mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. Die 1 und 2 zeigen jeweils den Wickelkanal 26, der sich in Verlauf der Transportrichtung T sukzessive erweitert und/oder verändert. Die Erweiterung erfolgt in den Ausführungsbeispielen, indem der Wickelkanal 26 derart ausgestaltet ist, dass sich der Abstand zwischen Wickelband 24 und der Wickelgegenlage 25 vergrößert.
  • In einer vorteilhaften, in den 1 und 2 nicht im Detail dargestellten, Ausführungsform ist/sind das Wickelband 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 in ihrer Anordnung zueinander veränderbar ausgebildet und eingerichtet, dass der Wickelkanal 26 in Verlauf der Transportrichtung T in Abhängigkeit der Wickelung des Materialbahnenwickels 22 anpassbar ist. Weiter bevorzugt ist/sind das Wickelband 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 derart veränderbar zueinander ausgebildet und eingerichtet, dass der Wickelkanal 26 in Verlauf des Wickelns der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 vergrö-ßer- und/oder verringerbar ist. Anders ausgedrückt ist vorzugsweise der Abstand zwischen dem Wickelband 24 und der Wickelgegenlage 25 zueinander durch eine Positionsänderung mindestens eines der Vorrichtungsbestandteile anpassbar. Durch die Veränderbarkeit des Wickelkanals 26 kann ein direkter Einfluss auf die zu wickelnden Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bzw. den Materialbahnenwickel 22 genommen werden.
  • Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage 25 als ein angetriebenes und/oder antreibbares Wickelgegenlageband 28 ausgebildet und eingerichtet, um die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 in Transportrichtung T zu transportieren. In den 1 und 2 ist Wickelgegenlage 25 jeweils als Wickelgegenlageband 28 ausgebildet und eingerichtet, wobei auf dem entsprechenden Band jeweils mindestens eine der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 und/oder der gebildete Materialbahnenwickel 22 transportierbar ist und gleichzeitig die Gegenlage für die Wickelung mittels des Wickelbandes 24 bildet. Weiter bevorzugt ist das Wickelband 24 und/oder das Wickelgegenlageband 28 mit einer Bandgeschwindigkeit V1, V2 angetrieben oder antreibbar, wobei sich eine Wickelgeschwindigkeit des Materialbahnenwickels 22 ausbildet und einrichtet. Die Bandgeschwindigkeit V1, V2 kann einerseits durch aktiven Antrieb erzeugt werden oder andererseits durch Mitführung bei einer Anlage der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bzw. des Materialbahnenwickels 22 in dem Wickelkanal 22 erzeugt werden. Die Bandgeschwindigkeit V1, V2 kann grundsätzlich einheitlich, variabel und/oder während des Wickelprozesses veränderbar ausgebildet und eingerichtet sein. Insbesondere ist die Wickelgeschwindigkeit durch eine Überlagerung der Bändergeschwindigkeiten V1, V2 des Wickelbands 24 und des Wickelgegenlagebands 25 ausgebildet und eingerichtet.
  • Vorzugsweise weist/weisen das Wickelband 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche 29 auf, wobei die strukturierte Oberfläche 29 bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 eine Zustandsänderung mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ausbildet und einrichtet. Vorzugsweise ist die strukturierte Oberfläche 29 dazu ausgebildet und eingerichtet, bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 einen Wickelanfang 30 zu erzeugen, wobei die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 um den Wickelanfang 30 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 wickelbar sind. Wie in der 1 dargestellt ist, kann die strukturierte Oberfläche 29 beispielsweise als (lokale) Erhebung auf dem Band des Wickelbands 24 ausgebildet und eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann die strukturierte Oberfläche 29 eine Vertiefung, insbesondere eine Rille oder eine Ausnehmung, sein. Weiter kann es zweckdienlich sein, dass die strukturierte Oberfläche 29 auf der Wickelgegenlage 25 oder auf dem Wickelband 24 und der Wickelgegenlage ausgebildet und eingerichtet ist. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mit der strukturierten Oberfläche 29 ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en 11, 12, 13, 14 entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang 30 erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 durch die strukturierte Oberfläche 29 eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang 30 fungiert. Der Wickelanfang 30 stellt ein Wickelelement dar, um das die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 innerhalb des Wickelkanals 26 mittels des Wickelbands 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 zu dem Materialbahnenwickel 22 gewickelt werden. Vorzugsweise ist der Wickelanfang 30 aus mindestens einer Separatormaterialbahn 11, 13, besonders bevorzugt aus zwei Separatormaterialbahnen 11, 13 gebildet.
  • In einer weiteren bevorzugten, in der 1 gezeigten Ausführungsform, ist in dem Wickelkanal 26 mindestens ein Eingriffselement 31 anordenbar oder angeordnet, wobei das mindestens eine Eingriffselement 31 auf der Wickelgegenlage 25 und/oder dem Wickelband 24 in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bringbar ist oder in den Wickelkanal 26 hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist, insbesondere zur Erzeugung eines Wickelanfangs 30. Bevorzugt ist das mindestens eine Eingriffselement 30 jeweils durch eine auf dem Wickelband 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 vorgesehenen - in den Figuren nicht gezeigte - Öffnung in den Wickelkanal 26 hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. In der 1 sind auf dem Band des Wickelbands 24 Eingriffselemente 31 angeordnet, die bei einem Kontakt mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Wirkverbindung bringbar sind, um den Wickelanfang 30 zu erzeugen. Vorzugsweise ist durch das Eingriffselement 31 innerhalb des Wickelkanals 25 lokal die Wickelkontur veränderbar, wodurch der herkömmlich vorgesehene Transport der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 gestört wird. Das Eingriffselement 31 verändert den „ungestörten“ Transport der Materialbahnen 11, 12, 13, 14, wodurch diese beispielsweise gestaut und zu einer lokalen Materialbahnenansammlung bildbar sind, was den Wickelanfang 30 erzeugt, um den die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 im weiteren Verlauf des Wickelkanals 26 zu dem Materialbahnenwickel 22 wickelbar sind. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Eingriffselement 31 beispielsweise separat beweglich ausgebildet und eingerichtet sein, um bedarfsweise, das heißt bei einer gewünschten Erzeugung eines Wickelanfangs 30, in den Wickelkanal 26 hineinzuragen.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Wickeleinrichtung 21 vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung 34 angeordnet, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle 17 erstreckendes Wickelelement 35 vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche 18 der um das Wickelelement 35 zu wickelnden Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zu bringen. Eine derartige Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ist in der 2 gezeigt. Die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ist in der 2 als rotierbarer Körper, beispielsweise als Trommel, Walze, Rolle, Zylinder, Welle, Spule oder dergleichen, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch, ausgebildet und eingerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 als Wickelelementtrommel ausgebildet und eingerichtet, um das Wickelelement 35 vor oder mit dem Start des Wickelprozesses an die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zu übergeben. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Wickelelement 35 mittels der Wickelelementeinbringeinrichtung 34 quer oder längs zur Transportrichtung T der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 auf der Oberfläche 18 mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 anordenbar, vorzugsweise fixiert anordenbar. Die fixierte Anordnung ist beispielsweise mittels eines Klebestoffes ausbildbar, was durch eine - in den Figuren nicht gezeigte - Klebstoffauftrageeinrichtung auf dem Wickelelement 35 und/oder der Oberfläche 18 einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 aufbringbar ist. Die Fixierung des Wickelelements 35 auf mindestens einer Oberfläche 18 kann besonders bevorzugt mittels Beleimung erfolgen. Das Wickelelement 35 ist weiter bevorzugt mittels Unterdruckbeaufschlagung auf der Wickelelementeinbringeinrichtung 34 haltbar. Weiter kann die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 mindestens eine Mulde zur Aufnahme des Wickelelements 35 umfassen.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird/werden mindestens eine der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 und/oder der Materialbahnenwickel 22 quer und/oder längs zur Transportrichtung T mittels einer Schneideeinrichtung 36 geschnitten, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung 21 angeordnet. In den 1 und 2 ist schematisch eine Schneideeinrichtung 36 dargestellt, die zum Schneiden der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 vor der Wickeleinrichtung 21 ausgebildet und eingerichtet ist. Mittels der Schneideeinrichtungen 36 sind die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 vorzugsweise hinsichtlich ihrer Länge und/oder in ihrer Breite schneidbar. Alternativ oder ergänzend können zudem die Materialbahnenwickel 22 geschnitten werden und/oder es sind weiter bevorzugt bestimmte Schnittmuster der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ausführbar. Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in einer vorbestimmten Länge, welche durch die anschließende Wickelung, den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist, abgelängt. In den 1 und 2 ist die bevorzugt vor der Wickeleinrichtung 21 angeordnete Schneideeinrichtung 36 zum Trennen der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 von der Endlosbahn 16 vorgesehen, um eine kontinuierliche Herstellung der Energiezellen 17 bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Schneideeinrichtung 35 oder eine weitere Schneideeinrichtung 36 ein auf der mindestens einen Oberfläche 18 anzuordnendes Wickelelement 35, siehe 2, vor und/oder nach der Anordnung auf der mindestens einen Materialbahn 11, 12, 13, 14 entsprechend einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form schneiden.
  • In weiterten, in den 1 und 2 gezeigten, vorteilhaften Ausführungen ist der Wickeleinrichtung 21 nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel 22 ausgebildete und eingerichtete Abgabeeinrichtung 32 angeordnet. In den 1 und 2 ist die Abgabeeinrichtung 32 beispielsweise als Transportband ausgebildet und eingerichtet. Alternativ ist eine Ausgestaltung der Abgabeeinrichtung 32 als Greifarm, Trommel etc. ebenfalls möglich. Die Abgabeeinrichtung 32 umfasst vorzugsweise eine in den 1 und 2 dargestellte Fixiereinrichtung 33 die zum zumindest bereichsweisen Fixieren des Materialbahnenwickels 22 ausgebildet und eingerichtet ist. Hierzu kann beispielsweise ein Klebemittel 37, beispielsweise ein Klebestreifen, Tape oder dergleichen, auf mindestens einer Oberfläche des Materialbahnenwickels 22 eingebracht werden, um ein unerwünschtes Öffnen/Entwickeln des Materialbahnenwickels 22 nach dem Wickeln innerhalb des Wickelkanals 26 zu verhindern.
  • Im Folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert. Das Verfahren dient zur Herstellung von gewickelten Energiezellen 17 aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen11 ,12, 13, 14, umfassend die Schritte Zuführen der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mittels mindestens einer Zuführeinrichtung 15, zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Transportrichtung T entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement 20 umfassenden Transporteinrichtung 19, Wickeln der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 mittels einer eine Wickelstation 23 umfassenden Wickeleinrichtung 21. In den 1 und 2 sind jeweils entsprechende Vorrichtungen 10 zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.
  • Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Materialbahnenwickel 22 durch ein die Wickeleinrichtung 21 umfassendes Wickelband 24 und eine Wickelgegenlage 25 in einem in der Wickelstation 23 angeordneten Wickelkanal 26 gebildet wird. In der 1 und 2 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Wickeleinrichtung 21 dargestellt, wobei diese jeweils derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass das Wickelband 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung miteinander steht, um gemeinsam einen Wickelkanal 26 zur Erzeugung des Materialbahnenwickels 22 aus den Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zu bilden. Bei derartigen Verfahren können vorzugsweise eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11, 12, 13, 14 gleichzeitig, das heißt beispielsweise nebeneinander, mittels der mindestens einen Wickeleinrichtung 21 jeweils zu einem Materialbahnenwickel 22 herstellbar sein. Die Wickeleinrichtung 21 mit dem Wickelband 24 und der Wickelgegenlage 25 steht dazu in Wirkverbindung mit den mindestens zwei Materialbahnen 11, 12, 13, 14, um den Materialbahnenwickel 22 auszubilden.
  • Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zumindest bereichsweise mittels des Wickelbands 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 entlang des Wickelkanals 26 transportiert, wobei der Materialbahnenwickel 22 durch Anlage der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mit der Wickelgegenlage 25 und/oder mit dem Wickelband 24 gebildet wird. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, werden die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bevorzugt durch das Wickelband 24 und die Wickelgegenlage 25, die in den bevorzugten Ausführungsformen ebenfalls zumindest bereichsweise als Transporteinrichtung 19 fungieren, in dem Wickelkanal 26 dadurch gebildet, dass das Wickelband 24 die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bzw. den daraus gebildeten Materialbahnenwickel 22 entlang des Wickelkanals 26 transportiert, wodurch sich die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in Verlauf der Transportrichtung T aufwickeln. Der Wickelkanal 26 ist bevorzugt in Transportrichtung T erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar, wobei der Materialbahnenwickel 22 bei einem Transport durch den Wickelkanal 26 mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird. In Transportrichtung T erweitert sich sukzessive der Abstand zwischen dem Wickelband 24 und der Wickelgegenlage 25, wodurch ausreichend Raum für die Wickelung des Materialbahnenwickels 22 vorherrscht. Vorzugsweise wird/werden das Wickelband 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 bedarfsweise in der Anordnung zueinander verändert, wobei der Wickelkanal 26 in Verlauf der Transportrichtung T in Abhängigkeit der Wickelung des Materialbahnenwickels 22 angepasst wird.
  • In den 1 und 2 ist gezeigt, dass in einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens die Wickelgegenlage 25 als ein angetriebenes und/oder antreibbares Wickelgegenlageband 28 ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 in Transportrichtung T zu transportieren. Vorzugsweise wird das Wickelband 24 und/oder das Wickelgegenlageband 25 mit einer Bandgeschwindigkeit V1, V2 angetrieben oder ist antreibbar, um den Materialbahnenwickel 22 mit einer Wickelgeschwindigkeit zu wickeln. Die Wickelgeschwindigkeit ist bevorzugt durch die Bandgeschwindigkeit V1, V2 steuer- und/oder regelbar. Weiter bevorzugt wird die Wickelgeschwindigkeit durch eine Überlagerung der Bändergeschwindigkeiten V1, V2 des Wickelbands 24 und des Wickelgegenlagebands 28 gebildet.
  • In der 1 ist dargestellt, dass die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in einer bevorzugten Ausführungsform um einen Wickelanfang 30 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 gewickelt werden, wobei der Wickelanfang 30 durch Eingriff der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 mit einer das Wickelband 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche 29 erzeugt wird.
  • Mindestens eine der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 wird hierzu mittels der Transporteinrichtung 19 über die strukturierte Oberfläche 29 transportiert, wodurch der Wickelanfang 30, beispielsweise durch die Erzeugung einer Materialbahnenansammlung, erzeugt wird. Im weiteren Verlauf wird der Materialbahnenwickel 22 in dem Wickelkanal 25 zwischen dem Wickelband 24 sowie der Wickelgegenlage 25 aufgewickelt. Alternativ oder ergänzend wird ein Wickelanfang 30 mittels mindestens eines in dem Wickelkanal 26 angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements 31 erzeugt, wobei das mindestens eine Eingriffselement 31 auf der Wickelgegenlage 25 und/oder dem Wickelband 24 in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 gebracht wird oder in den Wickelkanal 26 zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 hineinragt. In der 1 ist eine derartige Vorrichtung 10 zur Ausbildung der entsprechenden Verfahrensschritte gezeigt. Das Eingriffselement 31 ist hierzu auf dem Wickelband 24 zum bedarfsweisen Eingriff in den Wickelkanal 26 mit mindestens einer der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ausgebildet und eingerichtet.
  • In der vorteilhaften Ausführung der 2 wird vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen 11, 12, 13,14 mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung 21 vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle 17 erstreckendes Wickelelement 35 in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche 18 der um das Wickelelement 35 zu wickelnden Materialbahnen 11, 12, 13, 14 gebracht.
  • Weiter bevorzugt wird/werden mindestens eine der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 und/ oder der Materialbahnenwickel 22 quer und/oder längs zur Transportrichtung T mittels einer Schneideeinrichtung 36 geschnitten, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung 21 angeordnet. In den 1 und 2 ist schematisch eine Schneideeinrichtung 36 dargestellt, die zum Schneiden der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ausgebildet und eingerichtet ist. Mittels der Schneideeinrichtungen 36 werden die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 bevorzugt hinsichtlich ihrer Länge und/oder ihrer Breite geschnitten. Alternativ oder ergänzend können zudem die Materialbahnenwickel 22 geschnitten werden und/oder es sind weiter bevorzugt bestimmte Schnittmuster der Materialbahnen 11, 12, 13, 14 ausführbar. Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 in einer vorbestimmten Länge, welche durch die anschließende Wickelung, den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist, abgelängt.
  • In einer weiteren bevorzugten - in den Figuren nicht im Detail dargestellten - Ausführungsform, werden/wird die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 oder der Materialbahnenwickel 22 in der Wickelstation 23 mittels dem Wickelband 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise temperiert und/oder druckbelastet. Weiter bevorzugt werden/wird die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 und/oder der Materialbahnenwickel 22 in dem Wickelkanal 26 mittels dem Wickelband 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise erwärmt und/oder abgekühlt sowie druckbelastet. Durch die Temperierung oder Druckbelastung können weitere Eigenschaften bei den Materialbahnen 11, 12, 13, 14 und/oder bei dem Materialbahnenwickel 22 erzeugt werden, was durch eine entsprechende Steuerung/Regelung der Dauer der Temperierung oder Druckbelastung entsprechend einstellbar ist. Die Materialbahnen 11, 12, 13, 14 werden bevorzugt vor dem Wickelprozess zumindest bereichsweise miteinander verbunden, um gemeinsam der Wickeleinrichtung 21 zugeführt zu werden.
  • Im Anschluss an den Wickelprozess wird der Materialbahnenwickel 22 in bevorzugten Ausführungen mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung 21 nachgelagert angeordneten - in der 1 und 2 dargestellten - Abgabeeinrichtung 32 von der Wickeleinrichtung 21 abgegeben. Die Abgabeeinrichtung 32 kann beispielsweise in die Transporteinrichtung 19 integriert und/oder der Transporteinrichtung 19 angeschlossen sein, damit ein kontinuierlicher Herstellungs- und Abgabeprozess der Materialbahnenwickel 22 / Energiezellen 17 bereitgestellt wird.

Claims (24)

  1. Vorrichtung (10) zur Herstellung von gewickelten Energiezellen (17) aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen (11, 12, 13, 14), umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung (15) zum Zuführen der Materialbahnen (11, 12, 13, 14), eine Transporteinrichtung (19) zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) in Transportrichtung (T) entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung (10), wobei die Transporteinrichtung (19) mindestens ein Transportelement (20) umfasst, eine Wickeleinrichtung (21) zum Wickeln der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zu einem gewickelten Materialbahnenwickel (22) in einer die Wickeleinrichtung (21) umfassenden Wickelstation (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeleinrichtung (21) mindestens ein Wickelband (24) und eine Wickelgegenlage (25) umfasst, wobei das Wickelband (24) und die Wickelgegenlage (25) einen in der Wickelstation (23) angeordneten Wickelkanal (26) zur Bildung des Materialbahnenwickels (22) ausbilden und einrichten.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (19) zumindest bereichsweise als das Wickelband (24) und/oder die Wickelgegenlage (25) ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals (26) zu transportieren, wobei der Materialbahnenwickel (22) durch Anlage der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) mit der Wickelgegenlage (25) und/oder mit dem Wickelband (24) bildbar ist.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal (26) in Transportrichtung (T) derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, dass der Materialbahnenwickel (22) bei einem Transport durch den Wickelkanal (26) mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband (24) und/oder die Wickelgegenlage (25) derart in ihrer Anordnung zueinander veränderbar ausgebildet und eingerichtet ist/sind, dass der Wickelkanal (26) in Verlauf der Transportrichtung (T) in Abhängigkeit der Wickelung des Materialbahnenwickels (22) anpassbar ist.
  5. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgegenlage (25) als ein angetriebenes und/oder antreibbares Wickelgegenlageband (28) ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals (26) in Transportrichtung (T) zu transportieren.
  6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband (24) und/oder das Wickelgegenlageband (28) mit einer Bandgeschwindigkeit (V1, V2) angetrieben oder antreibbar ist/sind, wobei sich eine Wickelgeschwindigkeit des Materialbahnenwickels (22) ausbildet und einrichtet.
  7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgeschwindigkeit durch eine Überlagerung der Bändergeschwindigkeiten (V1, V2) des Wickelbands (24) und des Wickelgegenlagebands (25) ausgebildet und eingerichtet ist.
  8. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband (24) und/oder die Wickelgegenlage (25) zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche (29) aufweist/aufweisen, wobei die strukturierte Oberfläche (29) bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) eine Zustandsänderung mindestens einer der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) ausbildet und einrichtet.
  9. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wickelkanal (26) mindestens ein Eingriffselement (31) anordenbar oder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Eingriffselement (31) auf der Wickelgegenlage (25) und/oder dem Wickelband (24) in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) bringbar ist oder in den Wickelkanal (26) hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist.
  10. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung (21) vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung (34) angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle (17) erstreckendes Wickelelement (35) vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche (18) der um das Wickelelement (35) zu wickelnden Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zu bringen.
  11. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) weiter mindestens eine Schneideeinrichtung (36) umfasst, die ausgebildet und eingerichtet ist, mindestens eine der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) und/oder den Materialbahnenwickel (22) quer oder längs zur Transportrichtung (T) zu schneiden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung (21) angeordnet.
  12. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung (21) nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel (22) ausgebildete und eingerichtete Abgabeeinrichtung (32) angeordnet ist.
  13. Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen (17) aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen (11, 12, 13, 14), umfassend die Schritte: - Zuführen der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) mittels mindestens einer Zuführeinrichtung (15), - zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) in Transportrichtung (T) entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement (20) umfassenden Transporteinrichtung (19), - Wickeln der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zu einem gewickelten Materialbahnenwickel (22) mittels einer eine Wickelstation (23) umfassenden Wickeleinrichtung (21), dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel (22) durch ein die Wickeleinrichtung (21) umfassendes Wickelband (24) und eine Wickelgegenlage (25) in einem in der Wickelstation (23) angeordneten Wickelkanal (26) gebildet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zumindest bereichsweise mittels des Wickelbands (24) und/oder der Wickelgegenlage (25) entlang des Wickelkanals (26) transportiert werden, wobei der Materialbahnenwickel (22) durch Anlage der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) mit der Wickelgegenlage (25) und/oder mit dem Wickelband (24) gebildet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal (26) in Transportrichtung (T) erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, wobei der Materialbahnenwickel (22) bei einem Transport durch den Wickelkanal (26) mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird.
  16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband (24) und/oder die Wickelgegenlage (25) in der Anordnung zueinander verändert wird/werden, wobei der Wickelkanal (26) in Verlauf der Transportrichtung (T) in Abhängigkeit der Wickelung des Materialbahnenwickels (22) angepasst wird.
  17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgegenlage (25) als ein angetriebenes und/oder antreibbares Wickelgegenlageband (28) ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen (11, 12, 13, 14) zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals (26) in Transportrichtung (T) zu transportieren.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelband (24) und/oder das Wickelgegenlageband (25) mit einer Bandgeschwindigkeit (V1, V2) angetrieben wird oder antreibbar ist/sind, um den Materialbahnenwickel (22) mit einer Wickelgeschwindigkeit zu wickeln.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgeschwindigkeit durch eine Überlagerung der Bändergeschwindigkeiten (V1, V2) des Wickelbands (24) und des Wickelgegenlagebands (28) gebildet wird.
  20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) um zu einem gewickelten Materialbahnenwickel (22) gewickelt werden, wobei der Wickelanfang (30) durch Eingriff der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) mit einer das Wickelband (24) und/oder die Wickelgegenlage (25) zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche (29) erzeugt wird.
  21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wickelanfang (30) mittels mindestens eines in dem Wickelkanal (26) angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements (31) erzeugt wird, wobei das mindestens eine Eingriffselement (31) auf der Wickelgegenlage (25) und/oder dem Wickelband (24) in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) gebracht wird oder in den Wickelkanal (26) zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) hineinragt.
  22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung (21) vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung (34) ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle (17) erstreckendes Wickelelement (35) in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche (18) der um das Wickelelement (35) zu wickelnden Materialbahnen (11, 12, 13, 14) gebracht wird.
  23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materialbahnen (11, 12, 13, 14) und/oder der Materialbahnenwickel (22) quer und/oder längs zur Transportrichtung (T) mittels einer Schneideeinrichtung (36) geschnitten wird/werden, vorzugsweise vor und/ oder nach der Wickeleinrichtung (21) angeordnet.
  24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel (22) mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung (21) nachgelagert angeordneten Abgabeeinrichtung (32) von der Wickeleinrichtung (21) abgegeben wird.
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