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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer zumindest ein erstes Zellstapelelement und zumindest ein zweites Zellstapelelement umfassenden Schichtanordnung für einen Zellstapel einer Batterie- oder Brennstoffzelle. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen einer zumindest ein erstes Zellstapelelement und zumindest ein zweites Zellstapelelement umfassenden Schichtanordnung für einen Zellstapel einer Batterie- oder Brennstoffzelle.
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Im Bereich der automatisierten Herstellung von Brennstoffzellen, der sogenannten Stack-Assemblierung, wird vorrangig auf ein Pick-and-Place Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellen-Stacks zurückgegriffen. Das Prinzip des Pick-and-Place Verfahrens besteht darin, Wiederholeinheiten, welche Bipolarplatten und/oder Membran-Elektrodeneinheiten umfassen, im Wechsel oder abwechselnd bis zum Erreichen einer entsprechend geforderten Zellanzahl durch Greifen, Transportieren, Positionieren und Ablegen aufeinanderzustapeln oder auf Randkomponenten aufzuschichten. Als Randkomponenten werden dabei Endplatten bezeichnet, die den Abschluss der in Reihe geschalteten Wiederholeinheiten oder der dadurch entstandenen Einzelzellschichten bilden. In diesen Endplatten können weitere Komponenten integriert sein, welche für die Funktion des Brennstoffzellen-Stacks erforderlich sein können. Beispielsweise kann es sich bei den weiteren Komponenten um Stromabnehmer und/oder Unipolarplatten und/oder Druckverteilerplatten handeln.
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Die Zuführung der Wiederholeinheiten in den Stapelprozess einer automatisierten Stack-Assemblierung kann durch die Entnahme aus magazinähnlichen Vorratsbehältern stattfinden. Dieser Entnahmeprozess der Wiederholeinheiten oder Wiederholkomponenten kann durch auf die Bauteile angepasste Greifersysteme, insbesondere in Kombination mit Linearportalen oder Robotersystemen, erfolgen.
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Ähnliche Verfahren finden auch bei der Herstellung von Batteriezellen Anwendung, wobei es sich bei den Wiederholeinheiten hier um Elektroden und Separatoren handelt.
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Aufgrund einer kontinuierlich steigenden Nachfrage nach Batterie- und Brennstoffzellen und der damit verbundenen Forderung nach einer Verringerung der Taktzeit des Stapelprozesses folgt damit einhergehend ein wachsender Bedarf an Einzelkomponenten. Nachdem momentan bei einem Pick-and-Place Verfahren die Zuführung der Wiederholeinheiten in Magazinen oder Vorratsbehältern einzeln erfolgt, resultiert unter Berücksichtigung der angestrebten Stückzahl an Batteriezellstapeln bzw. Brennstoffzellen-Stacks ein enormer logistischer und kostenintensiver Aufwand der Materialbereitstellung. Zudem ist es erforderlich, die Komponenten bei der Be- und Entladung der Vorratsbehälter und dem eigentlichen Stapelprozess mehreren Handhabungsschritten zu unterziehen, wodurch die Gefahr einer Bauteilbeschädigung ansteigt.
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Aus der
EP4002533 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stapeln von Zellkomponenten einer Brennstoffzelle und zur Herstellung eines Brennstoffzellenschichtaufbaus bekannt, bei denen die vorstehend beschriebenen Nachteile des Pick-and-Place-Verfahrens überwunden werden. Dabei wird eine der Zellkomponenten, beispielsweise die Bipolarplatte, in einem Abstapler oberhalb der Stapelvorrichtung gespeichert, während die andere Zellkomponente, beispielsweise die Membran-Elektroden-Anordnung, als Einzelkomponente seitlich zugeführt wird. Die Komponenten werden abwechselnd in einer Stapelvorrichtung übereinander gestapelt. Die seitlich zuzuführende Einzelkomponente wird von einem Stapel auf ein Förderband gelegt, das die Komponente seitlich vom Stapel zu der Stapelvorrichtung transportiert. Die seitlich zuzuführenden Einzelkomponenten werden in einem Vorhaltemagazin gespeichert, aus dem die Einzelkomponenten durch Auszug der jeweils untersten Komponente vereinzelt und mittels eines Friktionsanlegers zur Stapelvorrichtung geführt werden.
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Jedoch sind die bekannten Verfahren zum Vereinzeln mittels Friktionsanleger aus der Papierindustrie aufgrund der stark abweichenden mechanischen Eigenschaften und zulässigen Beanspruchungen von Papier/Kartonagen im Unterschied zu Zellkomponenten von Batterie- und Brennstoffzellen während des Vereinzelungs- und Transportvorgangs nur bedingt anwendbar. Bei üblichen Friktionsanlegern erfolgt beim Auszug der untenliegenden Komponente eine starke Relativbewegung zwischen der abtransportierten und der darüberliegenden Komponente. Dadurch ist die Gefahr der Komponentenbeschädigung und der Emittierung von Partikeln, wie beispielsweise Fasern der Zellkomponenten, sehr groß.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schichtanordnung für einen Zellstapel einer Batterie- oder Brennstoffzelle bereitzustellen, bei denen die vorgenannten Nachteile überwunden werden, indem Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln von Zellkomponenten bereitgestellt werden, die an die Materialeigenschaften der zu vereinzelnden Zellkomponenten angepasst sind.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer zumindest ein erstes Zellstapelelement und zumindest ein zweites Zellstapelelement umfassenden Schichtanordnung für einen Zellstapel einer Batterie- oder Brennstoffzelle werden erste Zellstapelelemente in Stapelform bereitgestellt. Bei diesen handelt es sich bei der Brennstoffzellen-Fertigung insbesondere um Membran-Elektroden-Anordnungen (auch als MEA bezeichnet) bzw. Bipolarplatten (BPP). Bei der Batteriezellenfertigung handelt es sich hingegen um Elektroden (Anode bzw. Kathode) und Separatoren. Der Stapel besteht dabei stets aus einer einzigen Gattung von Zellstapelelementen. Das im Stapel oben liegende Zellstapelelement wird durch Unterdruck, der durch Umströmen wenigstens eines oberhalb des im Stapel oben liegenden ersten Zellstapelelements angeordneten Profils mit einem Luftstrom entsteht, vereinzelt, wobei das Profil so gestaltet ist, dass beim Umströmen an seiner Unterseite ein Unterdruck entsteht, um das Zellstapelelement vom Stapel zumindest so weit nach oben zu lösen, dass es in den Einzugsbereich einer Fördervorrichtung gelangt, um von dieser gefördert werden zu können. D.h. das Profil und die Luftströmung sowie der Abstand zwischen im Stapel oben liegenden Zellstapelelement und dem Profil sind so aufeinander abgestimmt, dass der durch das Umströmen des Profils an seiner Unterseite entstehende Unterdruck ausreichend groß ist, um das im Stapel oben liegende Zellstapelelement von diesem entgegen seiner Gewichtskraft und eventuellen Adhäsionskräften zum darunter liegenden Zellstapelelement vom Stapel abzuheben und so in die Nähe der Fördervorrichtung zu bringen, dass diese Kräfte auf das Zellstapelelement ausüben kann, um das Zellstapelelement zu bewegen. Anstelle eines Luftstroms können auch andere Gase bzw. Gasgemische verwendet werden. Das vereinzelte erste Zellstapelelement wird mittels der Fördervorrichtung zu einer Stapelvorrichtung gefördert.
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Dort werden einzelne zweite Zellstapelelemente bereitgestellt. Wenn es sich bei den ersten Zellstapelelementen um Membran-Elektroden-Anordnungen handelt, sind die zweiten, an der Stapelvorrichtung bereitgestellten Zellstapelelemente Bipolarplatten. Diese können ebenfalls, wie vorstehend beschrieben, vereinzelt und bereitgestellt werden oder auf andere Weise, beispielweise durch den in der
EP4002533 A1 beschriebenen Vertikalabstapler. In der Stapelvorrichtung werden dann die einzelnen ersten Zellstapelelemente und die zweiten Zellstapelelemente aufeinandergestapelt. Dadurch werden die ersten Zellstapelelemente und die zweiten Zellstapelelemente abwechselnd übereinandergeschichtet, um einen Brennstoffzellen-Stack oder einen Zellstapel einer Batterie zu bilden.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen einer zumindest ein erstes Zellstapelelement und zumindest ein zweites Zellstapelelement umfassenden Schichtanordnung für einen Zellstapel einer Batterie- oder Brennstoffzelle weist eine erste Zellstapelelement-Bereitstellvorrichtung zum Bereitstellen von ersten Zellstapelelementen in Stapelform und eine zweite Zellstapelelement-Bereitstellvorrichtung zum Bereitstellen zweiter Zellstapelelemente auf. Sie weist des Weiteren eine Fördervorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, vereinzelte erste Zellstapelelemente zu einer Stapeleinrichtung zu fördern, sowie eine Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln des im Stapel oben liegenden Zellstapelelements. Die Vereinzelungsvorrichtung weist wenigstens ein Profil auf, das so gestaltet ist, dass beim Umströmen an seiner Unterseite ein Unterdruck entsteht, sowie eine Luftstromerzeugungseinrichtung, um einen Luftstrom zum Umströmen des Profils zu erzeugen. Das Profil ist derart gestaltet und die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms wird derart gesteuert, dass durch den entstehenden Unterdruck das im Stapel oben liegende Zellstapelelement vom Stapel zumindest so weit nach oben gelöst werden kann, dass es in den Einzugsbereich der Fördervorrichtung gelangt, um von dieser zu der Stapelvorrichtung gefördert werden zu können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Stapelvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die einzelnen ersten Zellstapelelemente und die zweiten Zellstapelelemente zum Bilden der Schichtanordnung aufzunehmen, wobei die einzelnen ersten Zellstapelelemente und die zweiten Zellstapelelemente in der Stapelvorrichtung aufeinandergestapelt sind.
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Ein im Sinne der Erfindung ausgebildetes Verfahren und eine im Sinne der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass in Stapelform bereitgestellte Zellstapelelemente beschädigungsfrei und zuverlässig vereinzelt und einer Stapelvorrichtung zugeführt werden können, um sie dort mit anderen Zellstapelelementen übereinander zu stapeln.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das im Stapel oben liegende Zellstapelelement beim Lösen vom Stapel nicht in Berührung mit dem Profil kommt. Hierdurch werden Beschädigungen der Zellkomponenten verhindert.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die dem oben liegenden Zellstapelelement zugewandten Seiten der Fördervorrichtung und des Profils in vertikaler Richtung voneinander beabstandet. Hierdurch wird verhindert, dass die Zellkomponente beim Vereinzeln mit dem Profil in Berührung kommt, um Beschädigungen der Zellkomponente zu verhindern.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Fördervorrichtung zumindest abschnittsweise als ein aus mehreren Einzeltransportbändern gebildetes Unterdruck-Überkopftransportband ausgeführt und die Profile sind an den Zwischenräumen zwischen den Einzeltransportbändern angeordnet, sodass durch Anströmen der Profile ein durchgängiges Unterdruckfeld zur Überbrückung der Übergänge zwischen den Einzeltransportbändern erzeugt wird.
Durch das Unterdruckfeld in den Übergangsbereichen der Transportbänder wird vermieden, dass sich Zellkomponenten bei der Übergabe zu einem nächsten Transportband vollständig oder teilweise lösen. Der beschädigungsfreie Transport der Zellkomponenten kann dadurch auch in den Übergangsbereichen zwischen Transportbändern sichergestellt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Justiereinheit vorgesehen, mit der die Positionierung und/oder Orientierung und/oder Profilform des wenigstens einen Profils verstellt werden kann. Hierdurch sind Anpassungen des Unterdruckfeldes während des Betriebs der Vorrichtung durch Änderungen der Geometrie oder Anordnung des Profils durchführbar. Das Unterdruckfeld kann auch während des Betriebs der Vorrichtung durch Änderung von Parametern der Luftzufuhr, wie beispielsweise der Strömungsgeschwindigkeit oder des Volumenstroms, angepasst werden. Durch die unterschiedlichen Verstellmöglichkeiten der Justiereinheit und der Luftzufuhr ist es möglich, das Unterdruckfeld an die jeweiligen geometrischen und mechanischen Eigenschaften der Zellkomponente anzupassen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Profil derart zu den Zellstapelelementen im Stapel und/oder zu anderen Profilen anordenbar, dass die räumliche Verteilung des entstehenden Unterdrucks verändert werden kann und dadurch das Lösen des oben liegenden Zellstapelelements vom Stapel beeinflussbar ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung zumindest eine weitere Luftstromerzeugungseinheit auf, die auf den Stapel gerichtet ist, um die Zellstapelelemente vor dem Vereinzeln aufzufächern. Hierdurch kann eine Mehrfachentnahme von Zellstapelelementen beim Lösen des obersten Zellstapelelements vom Stapel vermieden werden. Da für die Luftstromerzeugungseinheit für das Auffächern bereits Luft zugeführt werden muss, ist keine eigenständige Luftzufuhr für das Anströmen der Profile notwendig und es kann die gleiche Luftstromversorgung für beide Luftstromerzeugungseinheiten verwendet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
- 1: Eine erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung in schematischer Darstellung in Seitenansicht
- 2: Eine Prinzipdarstellung der Vereinzelung des im Stapel oben liegenden Zellstapelelements durch Unterdruck, der durch Umströmen eines oberhalb des ersten Zellstapelelements angeordneten Profils erzeugt wird, wobei die Zellstapelelemente aufgefächert das oberste Zellstapelelement bereits abgehoben ist
- 3: Eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der mehrere Profile hintereinander in Strömungsrichtung angeordnet sind
- 4: Einen Ausschnitt einer Konstruktionsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung 1 in schematischer Darstellung in Seitenansicht. Erste Zellstapelelemente 2, im vorliegenden Beispiel Membran-Elektroden-Anordnungen einer Brennstoffzelle, sind in einer magazinförmigen Zellstapelelement-Bereitstellvorrichtung 3 in einem Stapel 11 angeordnet. Zweite Zellstapelelemente 4, im vorliegenden Beispiel Bipolarplatten für eine Brennstoffzelle, werden in einer Abstapelvorrichtung 5 (in der dargestellten Ausführung ein Schwerkraftmagazin) bereitgestellt. Die ersten Zellstapelelemente 2 werden vereinzelt und mittels einer Fördervorrichtung 6, hier ein Unterdruck-Überkopftransportband, zu einer Stapelvorrichtung 7 transportiert und seitlich in diese eingebracht. Von oben werden aus der Abstapelvorrichtung 5 die zweiten Zellstapelelemente 4 einzeln zu der Stapelvorrichtung 7 zugeführt. Die ersten und die zweiten Zellstapelelemente 2,4 werden in der Stapelvorrichtung 7 abwechselnd übereinandergelegt und damit zu einem Brennstoffzellen-Stack gestapelt. Hierfür ist der Stapeltisch 8 der Stapelvorrichtung 7 vertikal verfahrbar gestaltet und verfährt während des Stapelvorgangs sukzessive nach unten. Am Ende des Stapelvorgangs wird der Stapel aus der Stapelvorrichtung 7 entnommen und es werden weitere Fertigungsschritte zur Herstellung eines Brennstoffzellen-Stacks durchgeführt. Grundsätzlich ist die gezeigte Vorrichtung auch zur Herstellung von Batteriezellen verwendbar, wobei statt Membran-Elektroden-Anordnungen und Bipolarplatten Separatoren und Elektroden im Wechsel übereinandergestapelt werden.
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Um die in der magazinförmigen Zellstapelelement-Bereitstellvorrichtung 3 als Stapel 11 bereitgestellten ersten Zellstapelelemente 2 zu vereinzeln, ist über der Zellstapelelement-Bereitstellvorrichtung 3 ein Profil 9 angeordnet. Dieses ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel tragflächenförmig ausgestaltet. Durch eine erste düsenförmige Luftstromerzeugungseinheit 10 wird ein Luftstrom 14 (s. 2) in Richtung des Profils 9 erzeugt, der das Profil 9 mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit umströmt. Durch das tragflächenförmige Profil 9 wird an der unteren, dem im Stapel 11 obersten Zellstapelelement 13 zugewandten Seite ein Unterdruck 15 (s. 2) erzeugt. Form des Profils 9 und Luftstrom 14 werden so aufeinander abgestimmt, dass der erzeugte Unterdruck 15 ausreichend groß ist, um das im Stapel 11 oberste erste Zellstapelement 13 vom Stapel 11 nach oben in Richtung des Unterdruck-Überkopftransportband 6 anzuheben und dadurch von den anderen ersten Zellstapelelementen 2 zu separieren. Anstelle des hier dargestellten Tragflächenprofils 9 können auch andere Profile angewendet werden, die geeignet sind, den erforderlichen Unterdruck 15 zum Abheben des ersten Zellstapelelements 13 vom Stapel 11 zu erzeugen.
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Das oberste erste Zellstapelelement 13 wird derart vom Stapel 11 abgehoben, dass es in den Ansaugbereich der im Ausführungsbeispiel als Unterdruck-Überkopftransportband ausgebildeten Fördervorrichtung 6 gelangt und von diesem durch den Unterdruck des Unterdruck-Überkopftransportbands 6 in Kraftschluss mit dem Unterdruck-Überkopftransportband 6 gebracht wird. Durch die Bewegung des Unterduck-Transportbands 6 wird das abgehobene erste Zellstapelelement 13 dann zu der Stapelvorrichtung 7 transportiert, wo es, wie vorstehend beschrieben, jeweils abwechselnd mit den zweiten Zellstapelelementen 4 zu einer Schichtanordnung 21 für einen Brennstoffzellen-Stack gestapelt wird.
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Die vorstehend beschriebene Ausführung weist eine weitere Luftstromerzeugungseinheit 12 in Form einer zweiten Luftdüse auf, die direkt auf den Stapel 11 mit den ersten Zellstapelelementen 2 gerichtet ist. Durch direktes Anströmen des Stapels 11 werden die im Stapel 11 angeordneten ersten Zellstapelelemente 2 aufgefächert. Dieses erleichtert es, das oberste erste Zellstapelelement 13 mittels des durch das umströmte Profil 9 erzeugten Unterdrucks 15 vom Stapel 11 abzuheben und in den Ansaugbereich des Unterdruck-Überkopftransportband 6 bzw. allgemein in einen Einzugsbereich einer Fördervorrichtung zu bringen.
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2 zeigt als Ausschnitt aus 1 eine Prinzipdarstellung der Vereinzelung des im Stapel11 oben liegenden ersten Zellstapelelements 13 durch Unterdruck. Erste Zellstapelelemente 2 sind im Stapel 11 angeordnet. Darüber ist eine als Unterdruck-Überkopftransportband ausgebildete Fördervorrichtung 6 und ein Profil 9 angeordnet, wobei das Profil 9 im vorliegenden Ausführungsbeispiel tragflächenförmig ausgestaltet ist. Eine düsenförmige erste Luftstromerzeugungseinheit 10 ist vor dem Profil 9 angeordnet und erzeugt einen Luftstrom 14 in Richtung des Profils 9, sodass dieses mit einer definierten Strömungsgeschwindigkeit umströmt wird und ein Unterdruck 15 am Profil 9 auf der dem im Stapel 11 obersten Zellstapelelement 13 zugewandten Seite erzeugt wird. Hierdurch wird das oberste erste Zellstapelelement 13 vom Stapel 11 angehoben und gelangt so in den Ansaugbereich des Unterdruck-Überkopftransportbands 6, sodass das Zellstapelelement 13 durch den Unterdruck des Unterdruck-Überkopftransportbands 6 in Kraftschluss mit dem Unterdruck-Transportband 6 gebracht wird, um durch dieses zur Stapelvorrichtung 7 gefördert werden zu können.
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Die hier dargestellte Ausführung weist eine weitere Luftstromerzeugungseinheit 12 in Form einer zweiten Luftdüse auf, die direkt auf den Zellstapel 11 gerichtet ist. Durch direktes Anströmen des Zellstapels 11 werden die im Stapel 11 angeordneten ersten Zellstapelelemente 2 aufgefächert. Dieses erleichtert es, das oberste erste Zellstapelelement 13 mittels des durch das umströmte Profil 9 erzeugten Unterdrucks 15 vom Stapel 11 abzuheben und in den Ansaugbereich des Unterdruck-Überkopftransportband 6 zu bringen. Durch das Auffächern der Zellstapelelemente 2 ist das oberste erste Zellstapelelement 13 von den anderen ersten Zellstapelelementen 2 im Stapel 11 bereits separiert und es wird nur das oberste erste Zellstapelelement 13 durch den Unterdruck 15 vom Stapel 11 angehoben und in den Ansaugbereich des Unterdruck-Überkopftransportbands 6 gebracht. 3 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der mehrere Profile 9, 16 hintereinander in Strömungsrichtung angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweites Profil 16 hinter dem Profil 9 angeordnet. Es können auch mehr als zwei Profile an weiteren Positionen über dem Stapel 11 oder im Bereich des Unterdruck-Überkopftransportbands 6 angeordnet sein. Ein von einer ersten düsenförmigen Luftstromerzeugungseinheit 10 erzeugter Luftstrom 14 in Richtung der Profile 9 und 16 bewirkt einen Unterdruck 15 (s. 2) an den Profilen 9 und 16 auf der dem obersten Zellstapelelement 13 zugewandten Seite, wodurch das oberste erste Zellstapelelement 13 vom Stapel 11 angehoben wird und in den Ansaugbereich des Unterdruck-Überkopftransportbands 6 gelangt. Der Bereich des Unterdrucks 15 wird durch die Anordnung eines zweiten Profils 16 hinter dem Profil 9 vergrößert. Hierdurch können beispielsweise größere Zellstapelelemente 2 vom Stapel 11 angehoben werden. Es ist auch möglich, weitere Luftstromerzeugungseinheiten anzuordnen, sodass das Profil 16 auch in größerer Entfernung zur ersten Luftstromerzeugungseinheit 10 angeordnet sein kann und von einer weiteren Luftstromerzeugungseinheit angeströmt wird. Insbesondere ist diese Ausgestaltung dazu geeignet, Zwischenräume zwischen Einzeltransportbändern von Unterdruck-Überkopftransportbändern 6 zu überbrücken, indem Profile 9 an den Übergängen angeordnet und von Luftstromerzeugungseinheiten 10 angeströmt werden. Dadurch wird in den Übergängen zwischen den Einzeltransportbändern ein Unterdruck erzeugt, sodass ein durchgängiges Unterdruckfeld entsteht, durch welches die ersten Zellstapelelemente 2 auf der gesamten Förderstrecke beschädigungsfrei transportiert werden können.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer Konstruktionsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Über der Zellstapelelement-Bereitstellvorrrichtung 3 sind Profile 9 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt halbkreisförmig ausgeführt und mit der Halbkreiskontur in Richtung der Zellstapelelement-Bereitstellungseinrichtung 3 ausgerichtet sind. Eine düsenförmige erste Luftstromerzeugungseinheit 10 ist vor der Zellstapelelement-Bereitstellungseinrichtung 3 und den Profilen 9 so angeordnet, dass ein von der ersten Luftstromerzeugungseinheit 10 erzeugter Luftstrom 14 (s. 2) einen Unterdruck unter den Profilen 9 erzeugt.
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Die Profile 9 sind an einer Befestigungseinheit 17 befestigt, an der ein oder mehrere Profile 9 angebracht sein können. Über einen Vertikal-Verstellmechanismus 18 ist die Befestigungseinheit 17 in vertikaler Richtung verstellbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Profile 9 an der Befestigungseinheit 17 angebracht, sodass beide Profile 9 gleichzeitig mit der Befestigungseinrichtung 17 über den Vertikal-Verstellmechanismus 18 in vertikaler Richtung bewegt werden können und dadurch ihr Abstand zur Zellstapelelement-Bereitstellungseinrichtung 3 verringert oder vergrößert werden kann. Über einen ersten Horizontal-Verstellmechanismus 19 sind die Profile 9 in horizontaler Richtung verstellbar. In dem hier dargestellten Beispiel sind zwei Profile 9 an der Befestigungseinheit 17 angebracht, die jeweils einzeln in horizontaler Richtung über den ersten Horizontal-Verstellmechanismus 19 verschoben werden können. So kann der Abstand der Profile 9 in horizontaler Richtung sowohl zur ersten Luftstromerzeugungseinheit 10 als auch der Abstand der Profile 9 zueinander variiert werden, um das Unterdruckfeld zu verändern. Über einen zweiten Horizontal-Verstellmechanismus 20 können die Profile 9 in anderer horizontaler Richtung verschoben werden.
Durch den beschriebenen Mechanismus ist es möglich, die Profilform des Profils 9 zu variieren und damit den erzeugten Unterdruck zu verändern.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Herstellungsvorrichtung
- 2
- erstes Zellstapelelement
- 3
- Zellstapelelement-Bereitstellvorrichtung
- 4
- zweites Zellstapelelement
- 5
- Abstapelvorrichtung
- 6
- Fördervorrichtung (Unterdruck-Überkopftransportband)
- 7
- Stapelvorrichtung
- 8
- Stapeltisch
- 9
- Profil
- 10
- erste Luftstromerzeugungseinheit
- 11
- Stapel erster Zellstapelelemente
- 12
- zweite Luftstromerzeugungseinheit
- 13
- oberstes erstes Zellstapelelement
- 14
- Luftstrom
- 15
- Unterdruck
- 16
- zweites Profil
- 17
- Befestigungseinheit
- 18
- Vertikal-Verstellmechanismus
- 19
- erster Horizontal-Verstellmechanismus
- 20
- zweiter Horizontal-Verstellmechanismus
- 21
- Schichtanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 4002533 A1 [0006, 0011]
