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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klebebandabrollvorrichtung zum Applizieren eines Klebebandes auf einer Walze. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Elektrode, die mittels einer derartigen Klebebandabrollvorrichtung hergestellt ist.
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Im Fahrzeugbau gewinnt die Elektromobilität zunehmend an Zuwachs. Dabei ist der Umstieg vom konventionellen Verbrenner auf Elektrofahrzeuge maßgeblich beteiligt. Der Energieträger im elektrisch angetriebenen Fahrzeug, die Batterie, macht einen Großteil der Kosten aus. Dies hängt unmittelbar mit deren Produktion zusammen.
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Aus
DE 10 2018 207 391 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms durch galvanische Abscheidung von Lithium auf einer bandförmigen Metallfolie hervor, wobei auf mindestens eine Oberfläche der Metallfolie mindestens ein in Längsrichtung verlaufendes Klebeband aufgebracht wird.
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Aufgrund der hohen Kosten der Batterieproduktion bedarf es einer effizienten und kostengünstigen Produktion mit einem gleichzeitigen Anstieg der Energiedichte. Entscheidend dazu ist der Prozess Kalandrieren innerhalb der Prozesskette zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen.
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Ein Kalander ist ein System aus mehreren aufeinander angeordneten Walzen, durch deren Spalten eine Schmelze oder andere Materialien hindurchgeführt werden. Es dient zur Herstellung von Folien aus Kunststoffen, Gummi, Metallen und Papier. Bei der Herstellung von Batterieelektroden gibt es Umlenkwalzen, die eine Folie spannen und transportieren bzw. umlenken, und das sog. Glättwerk, das eine Beschichtung auf der Folie verdichtet. Das Glättwerk besteht aus zwei hochpräzise gefertigten Walzen beziehungsweise Presswalzen, die gegeneinander verfahren werden können.
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Bei der Produktion einer Batterie wird eine Aluminium- oder Kupferfolie mit einem speziell hergestellten Material beidseitig beschichtet. Anschließend wird das Beschichtungsmaterial durch den Druck der Walzen verdichtetet und geplättet. Nachdem die Beschichtung auf die Folie verdichtet wurde, wird die Folie aufgewickelt. Die fertig beschichtete Folie weist randseitig jeweils einen schmalen Streifen ohne Beschichtung auf, um dort die Kontaktierung in der Zelle zu gewährleisten. Dieser Bereich wird Randbereich genannt. Die beschichtete Stelle wird beschichteter Bereich genannt.
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An der Umlenkwalze können im Randbereich Falten entstehen. Das hat zwei Gründe. Ein Grund ist, dass durch den Höhenunterschied von Randbereich und beschichtetem Bereich die Folie nach innen gezogen wird. Durch das Applizieren von Klebeband auf der Umlenkrolle am Rand kann dieser Höhenunterschied ausgeglichen werden. Ein zweiter Grund ist, dass zwischen den Presswalzen das Beschichtungsmaterial verdichtet wird und dadurch an Höhe verliert. Problematisch ist die dadurch entstehende Längung der Folie im Bereich der Beschichtung. Im Gegensatz dazu ändert sich die Länge der Folie am Rand, wo keine Beschichtung ist, nicht, da dort im Gegensatz zum beschichteten Bereich keine Kräfte in z-Richtung wirken. Die Folie ist zwischen den Walzen des Glättwerks nicht im Eingriff. Durch Umfangvergrößerung der Umlenkwalze im Randbereich mit Klebeband wird im unbeschichteten Bereich die nötige Spannung aufgebaut, um die Längung im beschichteten Bereich auszugleichen. Es ist bekannt das Klebeband manuell auf die Umlenkrolle zu applizieren. Beim manuellen Applizieren des Klebebandes kann es jedoch zu Ungenauigkeiten kommen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klebebandabrollvorrichtung sowie ein Fahrzeug zu schaffen, die ein einfaches und verbessertes Aufbringen eines Klebebands auf einer Walze ermöglichen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Klebebandabrollvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Klebebandabrollvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Klebebandabrollvorrichtung zum Applizieren eines Klebebandes auf eine Walze vorgeschlagen. Die Klebebandabrollvorrichtung weist eine Abrollvorrichtung zum Abrollen eines Klebebandes und ein mit der Abrollvorrichtung gekoppeltes Fahrwerk zum Abrollen der Klebebandabrollvorrichtung auf der Walze auf.
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Mittels der Klebebandabrollvorrichtung kann ein Klebeband unmittelbar auf einer Walze, insbesondere einer Umlenkwalze beziehungsweise Umlenkrolle, angebracht werden. Um ein Klebeband mittels der Klebebandabrollvorrichtung auf einer Walze anzubringen, wird zunächst ein kurzes Stück vom Klebeband manuell in der richtigen Position auf der Walze angeklebt. Durch Drehen der Walze wird das Klebeband durch den Klebeffekt selbstständig von der Klebebandabrollvorrichtung abgerollt und auf die Walze, insbesondere die Umlenkwalze gepresst. Somit ermöglicht die Klebebandabrollvorrichtung ein exaktes Applizieren von Klebeband auf einer Walze, was zu einer geringeren Faltenbildung in der Folie und zu einer besseren Materialausnutzung durch weniger Verlust führt.
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Das Klebeband kann ein konventionelles Klebeband, wie beispielsweise ein Paketklebeband sein.
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Vorteilhaft kann mittels der Abrollvorrichtung ein Klebeband randseitig auf einer Walze angebracht werden.
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Die Abrollvorrichtung kann Bestandteil der Klebebandabrollvorrichtung sein. In diesem Fall kann die Abrollvorrichtung derart ausgebildet sein, dass ein Klebeband in die Abrollvorrichtung einsetzbar ist. Die Abrollvorrichtung kann eine separate Vorrichtung sein, die mit der Klebebandabrollvorrichtung verbindbar ist. Hierzu kann die Klebebandabrollvorrichtung eine mit dem Fahrwerk gekoppelte Aufnahmevorrichtung aufweisen, in die die Abrollvorrichtung einsetzbar ist. Wenn die Abrollvorrichtung eine separate Vorrichtung ist, dann kann die Abrollvorrichtung ein konventioneller Klebebandroller sein, der in die Aufnahmevorrichtung einsetzbar ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrwerk ein Fahrgestell und Radsätze auf, wobei das Fahrgestell zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Fahrwerksbeine aufweist, wobei jedem Fahrwerksbein ein Radsatz zugeordnet ist. Über das Fahrwerk, insbesondere die Radsätze des Fahrwerks kann die Klebebandabrollvorrichtung auf der Walze abrollen. Vorteilhaft sind die Fahrwerkbeine derart zueinander winkelig angeordnet, dass der Abstand zwischen den beiden Radsätzen ein sicheres Abrollen auf der Walze ermöglicht. Das Fahrwerk, insbesondere die Fahrwerkbeine können aus Metall oder Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt ein Verhältnis von Abstand der Radsätze zu einem Durchmesser der Walze 0,5. Dadurch weist die Klebebandabrollvorrichtung zum Abrollen eine ausreichende Standsicherheit auf. Beispielsweise wenn eine Walze einen Durchmesser zwischen 100 mm und 200 mm aufweist, dann kann der Abstand zwischen den Radsätzen zwischen 50 mm und 100 mm betragen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder Radsatz wenigstens zwei Räder auf, die drehbar an dem Fahrwerksbein gelagert sind. Jedes der Räder kann mittels eines Gleitlagers oder Wälzlagers drehbar an dem Fahrwerksbein gelagert sein. Vorteilhaft beträgt ein Verhältnis von Abstand der Räder der Radsätze zu einem Durchmesser der Walze 0,5.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Räder eines Radsatzes zu einer in Umfangsrichtung der Walze parallel verlaufenden Mittellinie geneigt. Dadurch weisen die Räder einen Sturz auf. Der Sturz ermöglicht einen verbesserten Geradeauslauf und dadurch ein verbessertes Abrollen der Räder auf der Walze. Die Räder können einen positiven oder negativen Sturz aufweisen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Räder gummiert. Dadurch wird eine zum Abrollen erforderliche Haftreibungskraft zwischen den Rädern und der Walze erzeugt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abrollvorrichtung wenigstens eine Abrollrolle zur Aufnahme und zum Abrollen des Klebebandes und eine Umlenkrolle zum Umlenken des Klebebandes auf die Walze auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abrollvorrichtung eine Halteeinrichtung zum Halten der Klebebandabrollvorrichtung beim Abrollen des Klebebandes auf der Walze auf. Dadurch ist es möglich, die Klebebandabrollvorrichtung per Hand zu halten. Die Halteeinrichtung kann mit dem Fahrwerk oder, falls die Abrollvorrichtung eine separate Vorrichtung ist, mit einer Aufnahmevorrichtung für einen Klebebandroller verbunden sein. Die Halteeinrichtung kann als ein Griff ausgebildet sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Klebebandabrollvorrichtung eine Abreißvorrichtung zum Abreißen des Klebebandes auf. Mittels der Abreißvorrichtung kann das Klebeband abgetrennt werden. Vorteilhaft ist die Abreißvorrichtung an dem Fahrwerk, insbesondere einem der Fahrwerksbeine des Fahrwerks angebracht.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, das wenigstens eine Elektrode aufweist, die mittels einer erfindungsgemäßen Klebebandabrollvorrichtung hergestellt ist.
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Nachfolgend werden ein Fahrzeug, eine Klebebandabrollvorrichtung sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren schematisch dargestellt ist. Hierbei zeigt:
- 1 ein Fahrzeug;
- 2 die Klebebandabrollvorrichtung, die ein Klebeband auf einer Walze anbringt; und
- 3 eine Draufsicht auf die Klebebandabrollvorrichtung von 2.
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In 1 ist ein Fahrzeug 10 gezeigt, das mittels eines nicht dargestellten Elektromotors betrieben wird. Der Elektromotor wird über einen nicht dargestellten Energieträger, wie beispielsweise eine Batterie, mit Energie versorgt. Der Energieträger ist aus einer Vielzahl an Elektroden gebildet, die durch beidseitiges Beschichten einer Aluminium- oder Kupferfolie mit einem speziellen Material hergestellt wird. Hierzu wird das Beschichtungsmaterial mittels Walzen auf die Aluminium- oder Kupferfolie aufgebracht.
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Links und rechts von dem Beschichtungsmaterial ist jeweils ein schmaler Streifen ohne Beschichtung freigelassen worden, um dort die Kontaktierung in der Batteriezelle zu gewährleisten. Dadurch entsteht jedoch ein Höhenunterschied zwischen den Randbereichen und dem beschichteten mittleren Bereich, der durch das Applizieren von Klebeband 12 auf einer als Umlenkwalze 14 ausgebildeten Walze 16 ausgeglichen werden kann, wie dies in 2 dargestellt ist.
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Das Klebeband 12 wird mittels einer Klebebandabrollvorrichtung 18 auf die Walze aufgebracht.
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Die Klebebandabrollvorrichtung 18 weist eine Abrollvorrichtung 20 zum Abrollen eines Klebebandes und ein mit der Abrollvorrichtung gekoppeltes Fahrwerk 22 zum Abrollen der Klebebandabrollvorrichtung 18 auf der Umlenkwalze 14 auf.
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In die Abrolllvorrichtung 20 kann das Klebeband 12 eingesetzt werden. Die Abrollvorrichtung 20 weist eine Abrollrolle 26 zur Aufnahme und zum Abrollen des Klebebands 12 und zwei Umlenkrollen 28 zum Umlenken des Klebebands 12 auf die Umlenkwalze 14 auf.
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Das Fahrwerk 22 weist ein Fahrgestell 24 und Radsätze 32 auf, wobei das Fahrgestell zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Fahrwerksbeine 30 aufweist, wobei jedem Fahrwerksbein 30 ein Radsatz 32 zugeordnet ist.
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Wie in 2 ersichtlich ist, weist das Fahrgestell (24) zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Fahrwerksbeine 30 auf, wobei jedem Fahrwerksbein 30 ein Radsatz 32 zugeordnet ist. Die Fahrwerksbeine 30 sind aus Metall oder Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff.
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Um einen sicheren Lauf der Klebebandabrollvorrichtung 18 beim Abrollen des Klebebands 12 auf der Umlenkwalze 14 zu gewährleisten, beträgt ein Verhältnis von Abstand der Radsätze 32 zu einem Durchmesser der Walze 16 0,5. Wenn beispielsweise die Walze 16 einen Durchmesser zwischen 100 mm und 200 mm aufweist, dann beträgt der Abstand zwischen den Radsätzen 32 zwischen 50 mm und 100 mm.
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Wie in 3 ersichtlich ist, weist jeder Radsatz 32 zwei Räder 34 auf, die drehbar an den Fahrwerksbeinen 30 gelagert sind. Die Räder 34 sind gummiert und über nicht dargestellte Gleitlager oder Wälzlager drehbar an den Fahrwerksbeinen 30 gelagert. Um einen verbesserten Geradeauslauf der Räder 34 zu gewährleisten, sind die Räder 34 zu einer Mittellinie M der Klebebandabrollvorrichtung 18 geneigt. Dadurch weisen die Räder 34 einen Sturz auf.
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Damit die Klebebandabrollvorrichtung 18 immer an der gleichen Stelle bleibt und sich nicht mit der Walze mitdreht, weist die Abrollvorrichtung 20 endseitig eine Halteeinrichtung 36 in Form eines Griffes 38 auf, so dass die Klebebandabrollvorrichtung 18 manuell, also per Hand, gegriffen und gehalten werden kann.
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Außerdem weist die Klebebandabrollvorrichtung 18 eine Abreißvorrichtung 40 zum Abreißen des Klebebands auf, damit das Klebeband 12 nicht händisch abgetrennt werden muss. Die Abreißvorrichtung 40 ist an einem Fahrwerksbein 30 des Fahrgestells 24 angeordnet.
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Zum Aufbringen des Klebebands 12 auf der Umlenkwalze 14 wird die Klebebandabrollvorrichtung 18 randseitig auf der Umlenkwalze 14 positioniert, und ein kurzes Stück vom Klebeband 12 wird manuell in der richtigen Position auf die Umlenkwalze 14 geklebt. Anschließend wird die Umlenkwalze 14 gedreht, wobei das Klebeband 12 durch den Klebeeffekt von der Klebebandabrollvorrichtung 18, die über den Griff 38 gehalten wird, auf die Umlenkwalze 14 appliziert wird.
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Die Klebebandabrollvorrichtung 18 ermöglicht ein exaktes und vereinfachtes Applizieren eines Klebebands 12 auf einer Walze 16.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- Klebeband
- 14
- Umlenkwalze
- 16
- Walze
- 18
- Klebebandabrollvorrichtung
- 20
- Abrollvorrichtung
- 22
- Fahrwerk
- 24
- Fahrgestell
- 26
- Abrollrolle
- 28
- Umlenkrolle
- 30
- Fahrwerksbein
- 32
- Radsatz
- 34
- Räder
- 36
- Halteeinrichtung
- 38
- Griff
- 40
- Abreißvorrichtung
- M
- Mittellinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018207391 A1 [0003]
