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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung und/oder Prüfung einer Vielzahl von Batteriezellen sowie ein Verfahren zur Bearbeitung und/oder Prüfung einer Vielzahl von Batteriezellen.
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Bei der Vorbereitung von Batterierundzellen für die spätere Produktion eines Batteriepacks ist es oftmals erforderlich, die Batterierundzellen zu bearbeiten, insbesondere zu reinigen. Hierbei ist eine vorzugsweise vollumfängliche, d. h. an der gesamten Mantelfläche durchzuführende Bearbeitung, insbesondere Reinigung, notwendig.
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Hierbei entsteht zunächst das Erfordernis einer hocheffizienten Massenproduktion der Batterierundzellen für Batteriespeicher. Dies betrifft somit auch beispielsweise die Reinigungsgeschwindigkeit. Andererseits ist es notwendig, hierbei zum einen eine qualitativ hochwertige Bearbeitung, insbesondere Reinigung, durchführen zu können und andererseits während des Bearbeitungsprozesse, insbesondere des Reinigungsprozesses, zu gewährleisten, dass zum einen ein mechanischer Kontakt der äußerst empfindlichen Batterierundzellen zueinander während des Bearbeitungsprozesses, insbesondere des Reinigungsprozesses, effektiv verhindert wird. Des Weiteren ist auch eine elektrische Kontaktierung der Batterierundzellen zueinander sowie der Batterierundzellen mit Teilen der Vorrichtung zu verhindern.
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Bei der Vorbereitung von Batterierundzellen für die spätere Produktion eines Batteriepacks ist es oftmals alternativ oder ergänzend erforderlich, die Batterierundzellen zu prüfen. Hierbei ist eine vorzugsweise vollumfängliche, d. h. an der gesamten Mantelfläche durchzuführende Prüfung notwendig. Bei der Prüfung kann es sich beispielsweise um eine optische Prüfung handeln. Eine derartige Prüfung soll ebenfalls im Sinne einer hocheffizienten Massenproduktion äußerst schnell durchgeführt werden oder durchführbar sein. Während der Prüfung muss sichergestellt werden, dass zum einen ein mechanischer Kontakt der äußerst empfindlichen Batterierundzellen zueinander effektiv verhindert wird. Des Weiteren ist auch eine elektrische Kontaktierung der Batterierundzellen zueinander sowie der Batterierundzellen mit Teilen der Prüfungsvorrichtung zu verhindern.
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Bislang sind keine derartigen Vorrichtungen zur Bearbeitung und/oder Prüfung, insbesondere zur Reinigung, von Batterierundzellen bekannt, die allen Erfordernissen entsprechen. Dies ist zum einen auf die produktspezifischen Parameter der Batterierundzellen zurückzuführen. Diese produktspezifischen Parameter betreffen beispielsweise Maß- und Formabweichungen der Zellgeometrien sowie deren begrenzte Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Lasten, wie beispielsweise Kräften und Drücken. Auch Beanspruchungen wie Oberflächenreibungen, tragen zur Komplexität der Problemstellung bei.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Bearbeitung und/oder Prüfung, insbesondere zur Reinigung, einer Vielzahl von Batteriezellen anzugeben, die einen kontinuierlichen Prozess zur Bearbeitung und/oder Prüfung, insbesondere zur Reinigung, einer Vielzahl von Batteriezellen erlaubt, wobei neben einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit eine qualitativ hochwertige Bearbeitung und/oder Prüfung der Batterierundzellen zur Verfügung gestellt werden soll. Des Weiteren sollen sowohl der mechanische Kontakt der empfindlichen Batterierundzellen zueinander, als auch der mechanische Kontakt der Batterierundzellen, insbesondere der Mantelflächen von Batterierundzellen zu Abschnitten bzw. Bauteilen der Vorrichtung ausgeschlossen werden. Ergänzend soll eine permanente elektrische Isolation der Zellpole der Batterierundzellen ermöglicht werden.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Reinigung einer Vielzahl von Batteriezellen anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 12 gelöst.
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Konkret wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Bearbeitung und/oder Prüfung, insbesondere zur Reinigung, einer Vielzahl von Batterierundzellen gelöst, die umfasst:
- - mindestens ein Fördersystem, insbesondere ein Stetigfördersystem, das mehrere voneinander gleichmäßig beabstandete Einzelaufnahmen aufweist, wobei jede Einzelaufnahme eine Haltevorrichtung zur Aufnahme von Batterierundzellen aufweist,
- - mindestens ein Zuführsystem mit mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Platzhaltern, die zur Bestückung mit zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen ausgebildet sind, wobei in einem Übergabebereich der Vorrichtung die zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen von den Platzhaltern zu den Einzelaufnahmen transportierbar sind, wobei die Haltevorrichtungen derart in den Einzelaufnahmen gelagert sind, dass aufgenommene Batterierundzellen drehbar gelagert sind,
- - mindestens eine Bearbeitungseinheit und/oder Prüfungseinheit, insbesondere mindestens eine Reinigungseinheit, und
- - mindestens eine weiterführende Fördervorrichtung zum Weitertransport der bearbeiteten und/oder geprüften Batterierundzellen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung Batterierundzellen zum einen vollumfänglich an der gesamten Mantelfläche bearbeitet und/oder geprüft, insbesondere gereinigt, werden können, da die Haltevorrichtungen drehbar gelagert sind, so dass eine Bearbeitung und/oder Prüfung, insbesondere eine Reinigung, der Batterierundzellen während des in den Haltevorrichtungen aufgenommenen Zustandes von allen Seiten durchgeführt werden kann. Zum anderen wird aufgrund der voneinander gleichmäßig beabstandeten Positionierung von Einzelaufnahmen des Fördersystems eine mechanische sowie elektrische Kontaktierung der Batterierundzellen zueinander ausgeschlossen.
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Eine Batterierundzelle ist dadurch definiert, dass diese zwei Stirnflächen und eine Mantelfläche aufweist. Vorzugsweise weist die Batterierundzelle die Form eines Zylinders, insbesondere eines Kreiszylinders auf. Bei der Mantelfläche handelt es sich um die zwischen den zwei Stirnflächen ausgebildete Umfangsfläche.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Fördersystem, insbesondere das Stetigfördersystem, als Ovalförderer ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass ein Ovalförderer hinsichtlich der Fördergeschwindigkeit sowie der zu erlangenden Zwangsbeabstandung der im Ovalförderer zu befördernden Batterierundzellen besonders vorteilhaft ist.
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Die voneinander gleichmäßig beabstandeten Einzelaufnahmen sind derart miteinander verbunden, insbesondere mechanisch miteinander verbunden, dass die Einzelaufnahmen eine geschlossene umlaufende Kette bilden. Mit anderen Worten ist eine Einzelaufnahme jeweils mit zwei weiteren Einzelaufnahmen verbunden, so dass eine gliederartige Kette hinsichtlich des Fördersystems, insbesondere des Ovalförderers, gebildet wird.
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Die Einzelaufnahmen können auch als Führungswagen bezeichnet werden.
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Jede Einzelaufnahme weist jeweils eine Haltevorrichtung auf, die vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass jeweils eine der beiden Stirnflächen der Batterierundzelle aufgenommen oder aufnehmbar ist und die Batterierundzelle in der jeweiligen Haltevorrichtung fixiert oder fixierbar ist. Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung derart ausgebildet, dass die Batterierundzelle an der oberen Stirnfläche in der Haltevorrichtung aufgenommen und dort temporär fixiert ist. Aufgrund der Rotation des Fördersystems, insbesondere des Ovalförderers, wird es ermöglicht, dass die Batterierundzellen bei entsprechender Aufnahme in der Haltevorrichtung hängend transportiert werden können.
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Vorzugsweise sind die Batterierundzellen lediglich an der oberen Stirnfläche mit der Haltevorrichtung der Einzelaufnahme verbunden, so dass die untere Stirnfläche sowie die Mantelfläche der jeweiligen Batterierundzelle frei zugänglich sind. Mit anderen Worten können diese Abschnitte der Batterierundzelle, nämlich die Mantelfläche und die untere Stirnfläche, einfach bearbeitet und/oder geprüft werden, da in diesen Bereichen der Batterierundzelle keine Bauteile der Haltevorrichtung angreifen bzw. anliegen.
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Die Haltevorrichtung kann als mechanische und/oder magnetische Haltevorrichtung ausgebildet sein. Sofern die Haltevorrichtung als reine mechanische Haltevorrichtung ausgebildet ist, weist die Haltevorrichtung beispielsweise Klemmelemente auf, um die Batterierundzelle klemmend fixieren zu können. Des Weiteren ist es möglich, dass die Haltevorrichtung mindestens ein Rastelement zur verrasteten Befestigung der Batterierundzelle aufweist.
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Des Weiteren ist es möglich, dass das Haltesystem als magnetisches Haltesystem ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, eine Batterierundzelle, beispielsweise an einer, insbesondere der oberen, Stirnfläche mittels Magnetkraft zu befestigen. Eine magnetische Haltevorrichtung ist besonders vorteilhaft, da in diesem Fall eine äußerst geringe Kontaktfläche an der zu befestigenden Batterierundzelle benötigt wird.
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Es ist auch möglich, dass die Haltevorrichtung als kombinierte mechanischmagnetische Haltevorrichtung ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Fixierung der Batterierundzelle.
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Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung derart ausgebildet oder derart drehbar gelagert, dass die aufgenommene und temporär fixierte Batterierundzelle um die Längsachse drehbar ist. Bei der Längsachse der Batterierundzelle handelt es sich vorzugsweise um die Längsachse, die von der zylindrischen, insbesondere kreiszylindrischen, Form der Batterierundzelle definiert ist.
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Das Zuführsystem der Vorrichtung ist vorzugsweise mechanisch und/oder elektronisch mit dem Fördersystem synchronisiert.
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Vorzugsweise weist das Zuführsystem ein Transportrad auf oder ist als Transportrad ausgebildet. Als Transportrad ist eine derartige Vorrichtung zu verstehen, die beispielsweise auch als Beladerad bezeichnet werden kann. Eine derartige karussellradartige Vorrichtung weist mehrere gleichmäßig voneinander beabstandete Platzhalter auf, wobei die zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen in diesen Platzhaltern befindlich sind. Ein Transportrad wird vorzugsweise aus zwei zahnradartigen Elementen gebildet, die um eine gemeinsame Achse drehbar gelagert sind. Die Zahnräder weisen wiederum deckungsgleich zueinander ausgebildete Aufnahmeabschnitte und/oder Ausnehmungen auf, so dass die Platzhalter gebildet werden können. Der Vorteil eines derartigen Zuführsystems liegt in der einfachen Konstruktion sowie der einfachen Handhabbarkeit bei der Bestückung des Zuführsystems mit zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen.
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Im Übergabebereich der Vorrichtung ist vorzugsweise eine Hebevorrichtung, insbesondere eine Hubwalze, ausgebildet. Die Hebevorrichtung ist vorzugsweise als Hubwalze ausgebildet. Eine Hebevorrichtung, insbesondere eine Hubwalze ist derartig im Übergabebereich, d. h. im Bereich zwischen dem Zuführsystem und dem Fördersystem positioniert, dass die jeweilige Batterierundzelle ausgehend vom Platzhalter nach oben bewegt werden kann, so dass ein Transport ausgehend vom Platzhalter des Zuführsystems in Richtung einer Einzelaufnahme des Fördersystems ermöglicht wird.
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Die Batterierundzellen werden somit im Übergabebereich aufgrund der Rotation des Zuführsystems und der Hebevorrichtung, insbesondere der Hubwalze in Richtung der Einzelaufnahmen des Fördersystems gehoben. Es erfolgt anschließend eine Aufnahme und temporäre Fixierung der Batterierundzellen in den Haltevorrichtungen der Einzelaufnahmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einem Vorrichtungsabschnitt eine Rotationsantriebsvorrichtung ausgebildet, welche die Haltevorrichtungen und/oder die Batterierundzelle in Rotation versetzt. Bei dem Vorrichtungsabschnitt handelt es sich um einen zwischen dem Übergabebereich und der Bearbeitungseinheit und/oder Prüfungseinheit, insbesondere einer Reinigungseinheit, vorgesehenen Abschnitt der Vorrichtung. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dieser Vorrichtungsabschnitt zumindest auch teilweise im Bereich der Bearbeitungseinheit und/oder Prüfungseinheit ausgebildet.
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Insbesondere ist die Rotationsantriebsvorrichtung in einem in Förderrichtung ersten Abschnitt ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Rotationsantriebsvorrichtung sowohl in dem Übergabebereich, als auch mindestens im vollständigen Bearbeitungsbereich und/oder Prüfungsbereich, insbesondere der Vorrichtung ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass während des gesamten Bearbeitungsprozesses und/oder Prüfungsprozesses eine Rotation der Batterierundzellen ermöglicht wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Rotationsantriebsvorrichtung mittels einer Reibleiste und an den Haltevorrichtungen ausgebildete Reibflächen, insbesondere Reibringen, gebildet sein. Hierbei handelt es sich um eine konstruktiv einfache Ausbildung einer Rotationsantriebsvorrichtung, die keiner elektrischen Ansteuerung bedarf. Vielmehr kann die Rotationsantriebsvorrichtung durch zwei sich berührende Reibabschnitte gebildet werden. Bei einem ersten Reibabschnitt handelt es sich um die Reibleiste. Bei einem zweiten Reibabschnitt handelt es sich um die an einer Haltevorrichtung ausgebildete Reibfläche, insbesondere den Reibring. Die horizontale Erstreckung der Reibleiste an der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt somit den Vorrichtungsabschnitt, an dem die Rotationsantriebsvorrichtung ausgebildet ist.
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Sobald eine Haltevorrichtung mit einer daran ausgebildeten Reibfläche, insbesondere mit einem darin ausgebildeten Reibring, mittels des Fördersystems in den entsprechenden Vorrichtungsabschnitt transportiert ist, findet eine Berührung der Reibfläche der Haltevorrichtung mit der Reibleiste statt, so dass eine Rotation der Haltevorrichtung initiiert wird. Die Rotation erfolgt mindestens bis zum Ende der Reibleiste.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Bearbeitungseinheit eine Reinigungseinheit, insbesondere ein Plasmareinigungssystem, umfassen. Mit Hilfe eines derartigen Plasmareinigungssystems sind besonders gute Reinigungsergebnisse hinsichtlich zu reinigenden Batterierundzellen erzielbar.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere die Bearbeitungseinheit, besonderes bevorzugt die Reinigungseinheit, ist vorzugsweise als freiflutendes Maschinensystem konfiguriert, so dass einerseits der mechanische Kontakt der Batterierundzellen untereinander, als auch der Kontakt der Mantelfläche mit Abschnitten der Vorrichtung, insbesondere der Reinigungseinheit, ausgeschlossen wird.
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Aufgrund der Rotation der Batterierundzellen während des Bearbeitungsvorgangs, insbesondere des Reinigungsvorganges, kann eine vollumfängliche Bearbeitung, insbesondere vollumfängliche Reinigung, der Mantelfläche der Batterierundzellen erfolgen.
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Des Weiteren kann aufgrund der Rotation ein besonders zuverlässiges Prüfen einer Batterierundzelle und/oder Auslesen eines optischen Codes, der auf einer Batterierundzelle ausgebildet sein kann, erfolgen.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Prüfungseinheit und/oder oder eine Code-Ausleseeinheit auf. Die Prüfungseinheit und/oder die Code-Ausleseeinheit können in Transportrichtung nach einer optionalen Bearbeitungseinheit, insbesondere einer Reinigungseinheit, ausgebildet sein.
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Bei der Prüfungseinheit handelt es sich vorzugsweise um ein optisches System, beispielsweise um ein Laserscansystem. Mithilfe der Prüfungseinheit kann beispielsweise eine gereinigte Batterierundzelle hinsichtlich des Reinigungsgrades überprüft werden. Des Weiteren ist es möglich, dass Produktparameter, wie beispielsweise Abmaße, Oberflächenbeschaffenheiten usw. mittels der Prüfungseinheit überwacht werden können. Mit Hilfe der Prüfungseinheit können somit fehlerhafte Batterierundzellen detektiert werden.
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Mit Hilfe einer Code-Ausleseeinheit, die beispielsweise ein optisches System, insbesondere ein Lasersystem sein kann, wird es ermöglicht, jeweils mindestens einen auf einer Batterierundzelle befindlichen optischen Code auszulesen. Dies ermöglicht eine herstellungsbegleitende Dokumentation hinsichtlich einzelner Verfahrensschritte, wie beispielsweise eines Reinigungsschrittes im Zusammenhang mit Batterierundzellen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann außerdem eine Separierungseinheit aufweisen. Eine derartige Separierungseinheit umfasst einen Aktor, insbesondere einen elektro-mechanischen Aktor, und ein Separierungs-Fördersystem. Eine in einer Haltevorrichtung fixierte Batterierundzelle ist mittels des Aktors lösbar und kann aufgrund dessen zum Separierungs-Fördersystem transportierbar sein. Beispielsweise kann eine derartige Separierungseinheit in Förderrichtung der Batterierundzellen im Nachgang zu einer Prüfungseinheit ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, dass derartige Batterierundzellen, die als fehlerhaft detektiert werden, anschließend separiert werden können. Hierzu kann der Aktor an einem Auslösesystem der Haltevorrichtung angreifen, so dass die Verbindung zwischen der Haltevorrichtung und der Batterierundzelle gelöst werden kann. Die temporäre Fixierung wird somit mittels Aktivierung des Auslösesystems unterbrochen, so dass die Batterierundzelle aus der Haltevorrichtung gelöst wird und beispielsweise zu einem Separierungs-Fördersystem, bei dem es sich um ein Förderband handeln kann, transportiert werden kann.
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Da die Vorrichtung, insbesondere das Fördersystem mit den Einzelaufnahmen und den jeweiligen Haltevorrichtungen derart ausgebildet ist, dass die Batterierundzellen vorzugsweise hängend in den Einzelaufnahmen transportiert werden, kann durch Lösen der Haltefunktion die Batterierundzelle aufgrund der Schwerkraft auf einem darunter befindlichen Separierungs-Fördersystem transportiert werden.
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Das Fördersystem und das Zuführsystem und/oder die weiterführende Fördervorrichtung sind vorzugsweise derart mechanisch und/oder elektronisch gekoppelt, dass diese eine synchronisierte Bewegung ausführen.
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Vorzugsweise sind die Abstände zwischen den Einzelaufnahmen des Fördersystems und die Abstände zwischen den Platzhaltern des Zuführsystems identisch. Des Weiteren sind die Förderbewegung des Fördersystems und des Zuführsystems miteinander synchronisiert.
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Dies ermöglicht eine ununterbrochene Zuführung von Batterierundzellen in das Fördersystem, und somit zu der Reinigungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Nach erfolgter Bearbeitung der Batterierundzellen und/oder nach durchgeführter Prüfung werden die Batterierundzellen zur weiterführenden Fördervorrichtung transportiert. Bei dieser weiterführenden Fördervorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Förderband handeln.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es ermöglicht, dass die Batterierundzellen wahlweise mit oder ohne einen sogenannten Puck gefördert werden können. Mit Hilfe eines derartigen Pucks wird insbesondere die elektrische Isolation der Zellpole ermöglicht. Gleichfalls schützt der Puck die Zellböden vor hoher Reibbelastung durch die Friktionsförderer vor und nach der der Bearbeitungseinrichtung, insbesondere einer Reinigungseinrichtung.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer Vielzahl von Batterierundzellen mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es ergeben sich gleich oder ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben wurden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bestücken der Platzhalter des Zuführsystems mit zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen,
- - Transport der in den Platzhaltern befindlichen zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen zum Übergabebereich,
- - Transport der zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen vom Übergabebereich zu den Einzelaufnahmen des Fördersystems und Aufnahme der zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen in den Haltevorrichtungen der Einzelaufnahmen und drehbare Lagerung der zu bearbeitenden und/oder prüfenden Batterierundzellen in den Einzelaufnahmen,
- - Versetzen der in den Haltevorrichtungen aufgenommenen Batterierundzellen in Rotation um die Längsachse der Batterierundzellen,
- - Bearbeiten und/oder Prüfen der Batterierundzellen,
- - Transport der bearbeiteten und/oder geprüften Batterierundzellen zur weiterführenden Fördervorrichtung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann das Durchführen einer Prüfung hinsichtlich der bearbeiteten, insbesondere gereinigten, Batterierundzellen erfolgen.
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Das Verfahren kann ein Separieren von aufgrund der durchgeführten Prüfung als fehlerhaft detektierte Batterierundzellen umfassen
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Optional können gereinigte, jedoch aufgrund der durchgeführten Prüfung als fehlerhaft detektierte Batterierundzellen in einem weiteren Verfahrensschritt separiert werden.
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Das Separieren erfolgt vorzugsweise mittels einer Separierungseinheit. Somit kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum einen eine qualitativ hochwertige und zuverlässige Bearbeitung, insbesondere Reinigung, der Batterierundzellen ermöglicht werden und zum anderen eine Sortierung der Batterierundzellen hinsichtlich der erzielten Reinigungsgrade.
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Ein Reinigen der Batterierundzellen wird vorzugsweise mittels eines Plasmareinigungsverfahrens durchgeführt. Mit Hilfe eines Plasmareinigungsverfahrens können besonders hochwertige Reinigungsergebnisse erzielt werden.
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Darüber hinaus kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne, oder eine Kombination mehrere zuvor in Bezug auf die Vorrichtung genannte Merkmale aufweisen.
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Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellte Ausführungsform stellt ein Beispiel dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann.
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In diesen zeigen:
- 1a eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
- 1b einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung im Bereich der Bearbeitungseinheit, insbesondere Reinigungseinheit;
- 2a eine Seitenansicht hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit entsprechenden Detaildarstellungen gemäß 2b und 2c;
- 2b eine perspektivische Darstellung des Übergabebereichs;
- 2c eine perspektivische Darstellung hinsichtlich einer Einzelaufnahme;
- 3a eine Seitenansicht hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Detaildarstellungen gemäß 3b, 3c und 3d;
- 3b eine perspektivische Seitenansicht hinsichtlich einer Rotationsantriebsvorrichtung;
- 3c eine perspektivische Teilansicht hinsichtlich einer Separierungseinheit; und
- 3d eine perspektivische Seitenansicht hinsichtlich eines Weitertransports zu einer weiterführenden Fördervorrichtung.
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Die 1a - 3d zeigen eine Vorrichtung 100 bzw. einzelne Abschnitte oder Komponenten der Vorrichtung 100 zur Bearbeitung und/Prüfung, insbesondere Reinigung, einer Vielzahl von Batterierundzellen 10. Für gleiche und gleich wirkende Teile werden die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 sowie das erfindungsgemäße Verfahren vorrangig anhand eines Reinigungsverfahrens dargestellt. Die Erläuterungen betreffen dem Grunde nach jedoch auch Vorrichtungen und Verfahren, die auf anderen Bearbeitungseinheit und/oder Prüfungseinheit basieren.
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Die Batterierundzellen weisen eine obere Stirnfläche 11, eine untere Stirnfläche 12 sowie eine Mantelfläche 13 auf, wie dies in 2b detailliert dargestellt ist. Vorzugsweise weisen die Batterierundzellen 10 die Form eines Kreiszylinders auf.
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Im Folgenden wird die Ausbildung und Funktionsweise der Vorrichtung 100 mit Hilfe derartiger Batterierundzellen 10 beschrieben. Es ist möglich, dass die Batterierundzellen 10 eine andere Grundform aufweisen.
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Die Vorrichtung 100 weist ein Fördersystem 20 auf, das im vorliegenden Fall als Ovalförderer ausgebildet ist. Der Ovalförderer weist eine Vielzahl von Einzelaufnahmen 21 auf, die auch als Förderwagen bezeichnet werden können. Die Einzelaufnahmen 21 sind derart miteinander mechanisch verbunden, dass diese eine geschlossene umlaufende Kette bilden. Mit anderen Worten bilden die Einzelaufnahmen 21 einzelne Glieder einer Kette. Die Einzelaufnahmen 21 weisen jeweils mindestens eine Haltevorrichtung 25 auf. Bei dieser Haltevorrichtung 25 kann es sich um eine mechanische und/oder magnetische Haltevorrichtung handeln.
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Im vorliegenden Fall ist das Fördersystem 20 derart mittels Stützen 22 befestigt, dass das Terminal des Fördersystems als obere Einheit ausgebildet ist.
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Die Vorrichtung 100 weist des Weiteren mindestens ein Zuführsystem 30 auf. Das Zuführsystem ist im vorliegenden Fall als Beladerad ausgebildet. Dieses Beladerad weist im Wesentlichen zwei zahnradartige Elemente 31 auf, die entsprechende Ausnehmungen 32 aufweisen, so dass zwei übereinander deckungsgleiche Ausnehmungen 32 einen Platzhalter 33 bilden. In diesen Platzhaltern 33 können zu reinigende Batterierundzellen bestückt werden. Das Zuführsystem 30 wird in Rotationsrichtung R betrieben.
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Des Weiteren ist eine Bearbeitungseinheit 40, nämlich eine Reinigungseinheit, in einem Bearbeitungsbereich 45, nämlich einem Reinigungsbereich, ausgebildet. Die Detailzeichnung 1b zeigt die Ausbildung einer derartigen Reinigungseinheit 40. Diese besteht aus mehreren Reinigungsdüsen 41. Vorzugsweise handelt es sich bei der Reinigungseinheit 40 um ein Plasmareinigungssystem.
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Nachfolgend in Förderrichtung F ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Separierungseinheit 60 mit einem Separierungs-Fördersystem 61 ausgebildet (Details hierzu 3c). Außerdem ist eine weiterführende Fördervorrichtung 70 dargestellt, die einen Weitertransport der gereinigten Batterierundzellen 10 ermöglicht.
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Ebenfalls dargestellt ist der Antrieb 28 des Fördersystems 20. Die Einzelaufnahmen 21 greifen in den vorliegend als Schneckenantrieb ausgebildeten Antrieb 28 ein, so dass im unteren horizontalen Abschnitt des Fördersystems das Fördertrum ausgebildet ist. Wie in 2a dargestellt, ist das Fördertrum 27 im unteren horizontalen Abschnitt des Fördersystems 20 ausgebildet. Am oberen horizontalen Abschnitt befindet sich der Rücklauf 29.
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Im Folgenden wird auf die weiteren Details gemäß 2a - 2c eingegangen.
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Zunächst ist in 2b der Übergabebereich 50 der Vorrichtung 100 dargestellt. Im Übergabebereich 50 erfolgt der Transport der zu bearbeitenden, vorliegend der zu reinigenden, Batterierundzellen 10 zu den Einzelaufnahmen 21 des Fördersystems 20. Hierzu ist im Übergabebereich 50 eine Hebevorrichtung, im vorliegenden Fall eine Hubwalze 51, ausgebildet. Aufgrund der Rotation des Zuführsystems 30 in Rotationsrichtung und des Zusammenwirkens der Hubwalze 51 werden die Batterierundzellen 10 in Richtung der Einzelaufnahmen 21 gehoben. Die Einzelaufnahmen 21 weisen wiederum die beschriebenen Haltevorrichtungen 25 auf, so dass die Batterierundzellen mit den Haltevorrichtungen 25 verbunden werden können.
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Wie in 2b außerdem dargestellt ist, sind die Haltevorrichtungen 25 zum einen in den Einzelaufnahmen 21 derart gelagert, dass die aufgenommenen Batterierundzellen um die Längsachse Z der Batterierundzellen 10 drehbar gelagert sind. Des Weiteren sind die Haltevorrichtungen 25 derart ausgebildet, dass die obere Stirnfläche 11 der Batterierundzellen 10 aufgenommen oder aufnehmbar sind und temporär in den Haltevorrichtungen 25 fixiert oder fixierbar sind.
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In 2c wird eine Einzelaufnahme mit ausgebildeter Haltevorrichtung 25 dargestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Haltevorrichtung 25 um eine mechanische und/oder magnetische Haltevorrichtung. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um eine magnetische Vorrichtung, so dass lediglich eine Befestigung der Batterierundzelle an der oberen Stirnfläche 11 zur Verbindung mit der Haltevorrichtung 25 notwendig ist.
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In 3a - 3d werden weitere Einzelheiten der Vorrichtung 100 dargestellt.
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Gemäß 3b ist vorzugsweise eine Rotationsantriebsvorrichtung 80 ausgebildet. Die Rotationsantriebsvorrichtung 80 wird vorzugsweise in einem Vorrichtungsabschnitt 85 ausgebildet, der zwischen dem Übergabebereich 50 und der Reinigungseinheit 40 und vorzugsweise zusätzlich zumindest teilweise im Reinigungsbereich 45 ausgebildet ist.
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Die Rotationsantriebsvorrichtung 80 ist derart ausgebildet, dass diese die Haltevorrichtungen 25 in Rotation versetzt. Wie in 3b dargestellt, wird diese Rotationsantriebsvorrichtung 80 durch eine Reibleiste 81 und an den Haltevorrichtungen ausgebildete Reibringe 82 gebildet. Mit anderen Worten weist jede Haltevorrichtung 25 einen Reibring 82 auf. Sofern der Reibring 82 mit der Reibleiste 81, die sich vorzugsweise über den ganzen Vorrichtungsabschnitt 85 erstreckt, in Kontakt kommt, wird eine Rotation der Haltevorrichtung 25 um die Längsachse z ausgelöst.
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Wie bereits im Zusammenhang mit 1a dargelegt, kann die Vorrichtung 100 eine Separierungseinheit 60 aufweisen. Die Separierungseinheit 60 umfasst einen Aktor 63, bei dem es sich vorzugsweise um einen elektromechanischen Aktor handelt. Sofern eine in der Haltevorrichtung 25 fixierte Batterierundzelle 10 separiert werden kann, kann der Aktor 61 ausgelöst werden. Dieser Aktor 61 dient vorzugsweise zur Betätigung einer Auslösevorrichtung 62 der Haltevorrichtung 25. Durch Betätigen der Auslösevorrichtung 62 wird die Befestigung der Batterierundzelle 10 in der Haltevorrichtung 25 gelöst.
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Aufgrund des bevorzugt hängenden Transportes der Batterierundzellen 10 fällt die nicht mehr in der Haltevorrichtung 25 fixierte Batterierundzelle 10 somit auf das Separierungs-Fördersystem 61.
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Das Separieren einer Batterierundzelle 10 kann beispielsweise nach einer zuvor durchgeführten Prüfung (nicht dargestellt) erfolgen. Mit Hilfe einer derartigen Prüfung kann festgestellt werden, ob beispielsweise die Reinigung der Batterierundzelle 10 nicht vollständig durchgeführt wurde. Des Weiteren können andere Bauteilparameter mit Hilfe einer Prüfungseinheit überprüft werden.
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Sofern keine Separierung einer Batterierundzelle 10 erfolgt bzw. erfolgen muss, erfolgt der Weitertransport in Förderrichtung F.
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Gemäß 3d wird am Ende des geradlinigen Bewegungsabschnitts des Fördersystems 20 ein Lösen der gereinigten Batterierundzellen 10 aus dem Fördersystem 20 ausgelöst. Hierzu ist ein Aktor 71 ausgebildet, der mit der Auslösevorrichtung 62 der Haltevorrichtung 25 zusammenwirkt. Im Vergleich zum Aktor 63 der Separierungseinheit 60 ist dieser Aktor 71 derart positioniert und ausgebildet, dass eine Betätigung der Auslösevorrichtung 62 an dieser Position zwangsläufig erfolgt. Dies gewährleistet, dass alle gereinigten Batterierundzellen zu der weiterführenden Fördervorrichtung 70 gelangen. Nach dem Betätigen der Auslösevorrichtung 62 gelangen die Batterierundzellen 10 aufgrund der Schwerkraft auf die weiterführende Fördervorrichtung 70, die vorzugsweise als Transportband ausgebildet ist.
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Das Fördersystem 20 ist mit den Einzelaufnahmen 21 und den jeweils ausgebildeten Haltevorrichtungen 25 derart ausgebildet, dass eine hängende Befestigung der Batterierundzellen 10 erfolgt. Dies ermöglicht, bei entsprechender Rotation der Batterierundzellen im Reinigungsbereich 45, dass die Batterierundzellen bezüglich der vollständigen Mantelfläche 13 gereinigt werden können.
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Bezugszeichen
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- 10
- Batterierundzellen
- 11
- obere Stirnfläche
- 12
- untere Stirnfläche
- 13
- Mantelfläche
- 20
- Fördersystem
- 21
- Einzelaufnahme
- 22
- Stütze
- 25
- Haltevorrichtung
- 27
- Fördertrum
- 28
- Antrieb
- 29
- Rücklauf
- 30
- Zuführsystem
- 31
- zahnradartiges Element
- 32
- Ausnehmung
- 33
- Platzhalter
- 40
- Bearbeitungseinheit
- 41
- Reinigungsdüse
- 45
- Bearbeitungsbereich
- 50
- Übergabebereich
- 51
- Hubwalze
- 60
- Separierungseinheit
- 61
- Separierungs-Fördersystem
- 62
- Auslösevorrichtung
- 63
- Aktor
- 70
- weiterführende Fördervorrichtung
- 71
- Aktor
- 80
- Rotationsantriebsvorrichtung
- 81
- Reibleiste
- 82
- Reibring
- 85
- Vorrichtungsabschnitt
- 100
- Vorrichtung
- F
- Förderrichtung
- R
- Rotationsrichtung Zuführsystem
- Z
- Längsachse Batterierundzelle
