DE3532022C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wickeln einer
Elektrodenanordnung für wiederaufladbare elektrochemische Zel
len und insbesondere auf ein Verfahren zum Wickeln einer unge
wickelten Elektrodenanordnung zu einer gewickelten, zylindri
schen Elektrodenanordnung und zum anschließenden Einsetzen der
gewickelten, zylindrischen Anordnung in einen Zellenbehälter.
Es ist bekannt, aufladbare elektrochemische Zellen in der Weise
aufzubauen, daß eine ungewickelte Elektrodenanordnung, die
negative und positive Elektrodenstreifen mit einem dazwischen
im Abstand angeordneten Separatormaterial aufweist, zu einer
vollständig gewickelten, zylindrischen Elektrodenanordnung ge
wickelt und dann die gewickelte Anordnung in einen Behälter
eingesetzt wird. Es sind viele Anstrengungen unternommen worden
für eine Automatisierung der Wicklung der Elektrodenanordnung
und für das Einsetzen der Anordnung in den Behälter. So be
schreibt die US-PS 42 03 206 ein effizientes und kostengünsti
ges Wickeln und Einsetzen der gewickelten Anordnung in den
Zellenbehälter. Bei der dort beschriebenen Maschine werden die
negativen und positiven Elektroden mit dem dazwischen angeord
neten Separator an einer einzelnen Aufnahmestelle in die Ma
schine eingeführt und an der Stelle durch zwei Dornsegmente
zu einer zylindrischen Elektrodenanordnung gewickelt. Das
Wickeln der gesamten Elektrodenanordnung wird an der einzigen
Aufnahmestelle durchgeführt. Da nur eine Wickelstation zum
Wickeln zu irgendeiner Zeit verfügbar ist, kann nur eine Elek
trodenanordnung zu irgendeiner Zeit gewickelt werden, und infol
gedessen ist die gesamte Ausgangsgeschwindigkeit der Maschine
begrenzt durch den Zeitraum, der zum Wickeln der gesamten An
ordnung erforderlich ist. Mit anderen Worten ist also die
Geschwindigkeit, mit der Zellenbehälter mit darin eingesetzten
gewickelten Elektrodenanordnungen aus der Maschine ausgegeben
werden, begrenzt und nicht größer als die Geschwindigkeit, mit
der das Wickeln der gesamten Elektrodenanordnung zu einem
zylindrischen Wickel durchgeführt wird. Der Ausstoß einer
Fabrik mit dieser Fertigungslinie, die eine dieser Maschinen
aufweist, kann nur dadurch vergrößert werden, daß eine oder
mehrere ähnliche Maschinen oder wesentliche Teile davon zusätz
lich in die Produktionslinie eingefügt werden. Dies ist selbst
verständlich kostenaufwendig und wirtschaftlich nachteilig.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes
und kostengünstiges Verfahren zu schaffen zum Wickeln von Elek
trodenanordnungen und zum Einsetzen der Anordnungen in Zellen
behälter. Dabei soll das Wickeln der Anordnungen mit einer grö
ßeren Geschwindigkeit durchgeführt werden als der Geschwindig
keit von bekannten Verfahren und Maschinen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden gleichzeitig erste und zweite ungewickelte Elektrodenan
ordnungen einer elektrochemischen Zelle zu einer zylindrischen
Konfiguration gewickelt. Jede der Anordnungen weist ein nega
tives Elektrodenband, ein positives Elektrodenband und einen
dazwischen angeordneten Separator auf. Das Verfahren weist die
Schritte auf, daß erste und zweite Wickelstationen vorgesehen
werden, an der ersten Station die erste ungewickelte Elektroden
anordnung teilweise zu einer ersten, teilweise gewickelten
Elektrodenanordnung gewickelt wird, die erste, teilweise ge
wickelte Elektrodenanordnung von der ersten Wickelstation zu
der zweiten Wickelstation übertragen wird und ferner an der
zweiten Wickelstation die erste, teilweise gewickelte Elektro
denanordnung weiter gewickelt wird. Das Verfahren weist ferner
ein teilweises Wickeln der zweiten ungewickelten Elektrodenanord
nung an der ersten Wickelstation zu einer zweiten teilweise
gewickelten Elektrodenanordnung gleichzeitig mit dem weiteren
Wickeln der ersten, teilweise gewickelten Elektrodenanordnung
an der zweiten Wickelstation auf. Da wenigstens ein Teil von
einer Elektrodenanordnung immer gleichzeitig mit einer anderen
Elektrodenanordnung gewickelt wird, kann das erfindungsgemäße
Verfahren eine gegebene Anzahl von Elektrodenanordnungen in
einer kürzeren Zeit wickeln als die Zeit, die zum Wickeln der
gleichen gegebenen Anzahl von Elektrodenanordnungen nachein
ander erforderlich ist, wie es bei bekannten Maschinen und Ver
fahren geschieht.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen
anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung, die bei der Ausfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbar ist.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ansicht der Einrichtung gemäß
Fig. 1, die in einer ersten Stellung während der Aus
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt schematisch die Einrichtung gemäß Fig. 2, die in
einer zweiten Stellung während der Ausführung des er
findungsgemäßen Verfahrens angeordnet ist.
Fig. 4 zeigt schematisch die Einrichtung gemäß Fig. 2, die in
einer dritten Stellung während der Ausführung des er
findungsgemäßen Verfahrens angeordnet ist.
Fig. 4a ist eine vergrößerte schematische Ansicht von einer
anfänglich bzw. vorläufig gewickelten Elektrodenanord
nung, die an der ersten Wickelstation in der in Fig. 4
gezeigten Position angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt schematisch die Einrichtung gemäß Fig. 2, die in
einer vierten Position während der Ausführung des er
findungsgemäßen Verfahrens angeordnet ist.
Fig. 6 zeigt schematisch die Einrichtung gemäß Fig. 2, die in
einer fünften Position während der Ausführung des er
findungsgemäßen Verfahrens angeordnet ist.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Ansicht von oben auf einen Hin
und Herbewegungsmechanismus zur Lieferung eines Elektro
denbandes an die Wickeldorne einer Wickelmaschine gemäß
der Erfindung.
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht nach einem Schnitt ent
lang der Linie 8-8 in Fig. 7.
Fig. 9 zeigt schematisch den in Fig. 7 gezeigten Hin- und Her
bewegungsmechanismus in einer zweiten Stellung.
In Fig. 1 und 2 ist schematisch eine Einrichtung 10 gezeigt,
die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
brauchbar ist. Die Einrichtung 10 weist einen unbewegbaren Rah
men 12 auf, an dem mehrere im allgemeinen kreisförmige Räder
14 und 16 und ein umlaufendes Rad 18 jeweils für eine selektive
Rotation in bezug auf den Rahmen 12 angebracht sind.
An dem Rahmen 12 ist das Hülsenrad 14 für eine selektive Rota
tion in bezug dazu über eine erste Welle 20 angebracht, die
für eine Rotation durch ein Lager 22 gehaltert ist, das in dem
Rahmen 12 sitzt. Das Rad 14 enthält mehrere Vertiefungen 24,
die auf dem Radumfang angeordnet sind und jeweils an beiden
Enden offen sind, um einen zylindrischen Zellenbehälter 26 auf
zunehmen.
Die Drehung des Hülsenrades 14 hat die Funktion, jede Vertiefung
24 nach mehreren Hülsenrad-Indexpositionen 32, 34, 36, 38 zu
bewegen. Eine Vertiefung 24, die an der Hülsenrad-Indexposition
32 angeordnet ist, kann darin einen Zellenbehälter 26 von einer
nicht gezeigten Zuführung von Zellenbehältern 26 aufnehmen. Von
der Hülsenrad-Indexposition 32 ist die Vertiefung 24 mit einem
darin befindlichen Zellenbehälter 26 über eine selektive Drehung
des Hülsenrades 14 nach einer Hülsenrad-Indexposition 34 beweg
bar, wo eine vollständig gewickelte Elektrodenanordnung 40 in
einer im folgenden noch zu beschreibenden Weise in den Zellen
behälter 26 eingesetzt werden kann. Von der Hülsenrad-Index
position 34 ist die Vertiefung 24 mit dem Behälter 26 und der
darin befindlichen, vollständig gewickelten Elektrodenanordnung
40 über eine selektive Drehung des Hülsenrades 14 nach einer
Hülsenrad-Indexposition 36 bewegbar. An der Indexposition 36
kann der Zellenbehälter 26 aus der Vertiefung 24 herausgenommen
werden. Von der Hülsenrad-Indexposition 36 ist die Vertiefung
24 über eine gewählte Drehung des Hülsenrades 14 nach einer
Hülsenrad-Indexposition 38 bewegbar. An der Indexposition 38
wartet die Vertiefung 24 für eine neue Anordnung an der Hülsen
rad-Indexposition 32, wo die Vertiefung 24 einen anderen Zel
lenbehälter 26 aufnehmen kann.
Das Rad 16, das genauer als ein Transportrad bezeichnet wird,
ist an dem Rahmen 12 für eine gewählte Drehung in bezug dazu
durch eine zweite Welle 42 angebracht, die für eine Drehung
durch ein Lager 44 gehaltert ist. Das Transportrad 16 enthält
mehrere eine Elektrodenanordnung aufnehmende Kanäle 46, die
auf dem Umfang des Rades 16 angeordnet sind. Jeder Kanal
(U-Profil) 46 ist durch Drehung des Transportrades 16 in meh
rere Transportrad-Indexpositionen 48, 50, 52, 54 bewegbar. An
der Transportrad-Indexposition 48 nimmt jeder Kanal 46 eine
teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56 auf. In einer noch
näher zu beschreibenden Weise wird die teilweise gewickelte
Elektrodenanordnung 56 innerhalb des Kanals 46 weiter gewickelt
(während sich der Kanal 46 in der Indexposition 48 befindet),
um eine total gewickelte Elektrodenanordnung 40 zu bilden. Von
der Transportrad-Indexposition 48 ist der Kanal 46 mit der
darin befindlichen vollständig gewickelten Elektrodenanordnung
40 über eine selektive Drehung des Transportrades 16 in eine
Indexposition 50 (eine Halteposition) und von dort zu einer
Indexposition 52 bewegbar. Das Transportrad 16 und das Hülsen
rad 14 sind relativ zueinander so angeordnet, daß sie um ge
trennte Achsen, die parallel zueinander sind, drehbar sind.
Die Drehachse des Transportrades 16 ist in einem Abstand von
der Drehachse des Hülsenrades 14 angeordnet, wobei dieser Ab
stand genügend groß ist, damit die Transportrad-Indexposition
52 mit der Hülsenrad-Indexposition 34 übereinstimmt oder diese
überlappt. Wie am besten aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind das
Hülsenrad 14 und das Transportrad 16 ferner so angeordnet, daß
sie in verschiedenen Ebenen senkrecht zu ihren entsprechenden
parallelen Drehachsen liegen. Wenn das Hülsenrad 14 und das
Transportrad 16 in dieser Weise angeordnet sind, überlappt der
Kanal 46 die Ausnehmung 24 und ist mit dieser in Übereinstim
mung. Demzufolge kann eine fertig gewickelte Elektrodenanord
nung 40 durch nicht gezeigte Mittel aus dem Kanal 46 heraus und
in den Zellenbehälter 26 geschoben werden, der sich in der Ver
tiefung 24 befindet. Nach der Herausnahme der Elektrodenanord
nung aus dem Kanal 46 in der beschriebenen Weise ist der Kanal
46 von der Indexposition 52 in die Indexposition 54 bewegbar.
An der Indexposition 54 erwartet der Kanal 46 eine Rückführung
zur Indexposition 48, um eine andere, teilweise gewickelte
Elektrodenanordnung 56 aufzunehmen.
Eine umlaufende Radanordnung 18, die in Fig. 1 im Schnitt ge
zeigt ist, weist zwei im allgemeinen kreisförmige Räder 58
und 60 auf, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind
und sich senkrecht zu und radial außen von einer mittleren An
triebswelle 62 erstrecken. Die Räder 58 und 60, die in paralle
len Ebenen angeordnet sind, sind an der Antriebswelle 62 für
eine selektive Drehung mit dieser um eine Achse x-x befestigt.
Ein in dem Rahmen 12 angebrachtes Lager 64 haltert die zentrale
Antriebswelle 62 für eine Drehung (durch nicht gezeigte Mittel),
um einen selektiven Umlauf der Radanordnung 18 um die Achse x-x
herbeizuführen. Die Art und Weise und der Zweck dieses Umlaufes
wird im folgenden näher beschrieben.
Wie bereits ausgeführt wurde, sind die kreisförmigen Räder 58
und 60 parallel zueinander im Abstand entlang der Achse x-x an
geordnet. Die Radanordnung 18 ist in bezug auf das Transport
rad 16 in der Weise angeordnet, daß sich die Transportrad-Index
position 48 in den Raum zwischen den beabstandeten Kreisrädern
58 und 60 erstreckt. Zwei Wickeldorne 66 und 68, die in der
Radanordnung 18 angebracht sind, können in einen Kanal 46
hineinbewegt und aus einem Kanal 46 herausbewegt werden, der
an der Transportrad-Indexposition 48 angeordnet ist. Der Dorn
66 ist für eine wählbare Drehung (durch nicht gezeigte Mittel)
durch ein Lager 70 gehaltert, das in dem Rad 58 angebracht ist.
Zusätzlich zu der Drehbarkeit um die Achse y-y ist der Dorn 66
durch nicht gezeigte Mittel längsverschiebbar entlang der Achse
y-y, so daß der Dorn 66 selektiv in einen Kanal 46 hineinge
schoben und aus diesem herausgezogen werden kann, wenn ein der
artiger Kanal 46 an der Transportrad-Indexposition 48 angeord
net ist.
Der Dorn 68 ist für eine selektive Drehung durch nicht gezeigte
Mittel durch ein Lager 72 gehaltert, das in dem Rad 60 der Rad
anordnung 18 angebracht ist. Zusätzlich zu der Drehbarkeit um
die Achse y-y ist der Dorn 68 auch längsverschiebbar (durch
nicht gezeigte Mittel) entlang der Achse y-y, so daß der Dorn
68 in einen Kanal 46 hineingeschoben und aus diesem herausge
zogen werden kann, wenn er an der Transportrad-Indexposition 48
angeordnet ist.
Ein zweites Paar von Wickeldornen 74 und 76 ist in der Radan
ordnung 18 um 180° verschoben von der Umfangsstellung der Dorne
66 und 68 auf der Radanordnung 18 angebracht. Dabei ist der
Wickeldorn 74 für eine selektive Drehung auf dem kreisförmigen
Rad 58 an einem Punkt 180° vom Dorn 66 verschoben und an einem
Punkt angeordnet, der den gleichen Abstand von der Achse x-x
hat wie der Abstand des Dorns 66 von der Achse x-x. Ein Lager
78, das in dem Rad 58 angebracht ist, haltert den Dorn 74 für
eine Drehung um die Achse z-z. In ähnlicher Weise ist der
Wickeldorn 76 für eine selektive Rotation auf dem kreisförmigen
Rad 60 an einem Punkt, der 180° von dem Dorn 68 verschoben ist,
und an einem Punkt angebracht, der den gleichen Abstand von der
Achse x-x hat wie der Abstand des Dorns 68 von der Achse x-x.
Ein in dem Rad 60 angebrachtes Lager 80 haltert den Dorn 76 für
eine Rotation um die Achse z-z. Zusätzlich zu seiner Drehbar
keit um die Achse z-z ist jeder Wickeldorn 74 und 76 längs
verschiebbar entlang der Achse z-z. Dabei sind die Dorne 74 und
76 durch nicht-gezeigte Mittel jeweils längsverschiebbar ent
lang der Achse z-z von der in Fig. 1 gezeigten Stellung in eine
Stellung, in der sich die Dorne 74 und 76 nicht überlappen.
Die Wickeldorne 74 und 76 erstrecken sich, wenn sie in der in
Fig. 1 gezeigten Stellung angeordnet sind, in eine erste Wickel
lage oder -stellung, die bei 82 gezeigt ist. Zusätzlich zu den
Dornen 74, 76 ist die erste Wickelstation 82 in der Lage, in
einer noch zu beschreibenden Weise die Komponenten einer unge
wickelten Elektrodenanordnung aufzunehmen. Eine Drehung der
Dorne 74 und 76 um die Achse z-z wickelt die ungewickelte Elek
trodenanordnung zu einer teilweise gewickelten Elektrodenan
ordnung 56 an der Wickelstation 82.
Eine zweite Wickelstation 84 ist an der Transportrad-Index
position 48 gebildet und koinzidiert mit dieser. Dabei kann ein
Kanal 46, der sich in der Indexposition 48 befindet, Dorne 66
und 68 und eine teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56
aufnehmen. Eine Drehung der Dorne 66 und 68 um die Achse y-y
bewirkt an der Wickelstation 84 ein weiteres Wickeln der teil
weise gewickelten Elektrodenanordnung 56 zu der vollständig oder
fertig gewickelten Elektrodenanordnung 40.
Wie bereits ausgeführt wurde, sind die Wickeldorne 66 und 68
um die Achse y-y und die Wickeldorne 74 und 76 sind um die
Achse z-z drehbar. Eine Drehung um diese Achsen hat die Funktion,
Elektrodenanordnungen zu wickeln; im Falle der Dorne 74 und 76
bewirkt die Rotation, daß eine teilweise gewickelte Elektroden
anordnung 56 erzeugt wird und im Falle der Dorne 66, 68 bewirkt
eine Rotation, daß eine total gewickelte Elektrodenanordnung 40
erzeugt wird. Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Drehung
der Dorne 66, 68, 74, 76 ist die gesamte Radanordnung 18 um die
Achse x-x drehbar durch Rotation der Welle 62. Eine Rotation
der gesamten Wellenanordnung 18 um die Achse x-x bewirkt, daß
das Dornpaar 66, 68 und das Dornpaar 74, 76 um die Achse x-x
neu angeordnet wird, bis das Dornpaar 66, 68 an der Wickel
station 68 und das Dornpaar 74, 76 an der Wickelstation 82
steht. Nachdem eine teilweise gewickelte Elektrodenanordnung
56 an der Wickelstation 82 teilweise gewickelt worden ist, wird
die gesamte Radanordnung um die Achse x-x gedreht, wodurch die
teilweise gewickelte Elektrodenanordnung und die Dorne 74 und
76 von der Wickelstation 82 zur Wickelstation 84 übertragen
werden. Die gleiche Drehung der Radanordnung 18 um die Achse x-x
überträgt gleichzeitig die Wickeldorne 66, 68 von der Wickel
station 84 zur Wickelstation 82. Wie im folgenden näher erläu
tert wird, können die Dornpaare 66, 68 und 74, 76 sequentiell
von der Wickelstation 82 zur Wickelstation 84 und zurück zur
Wickelstation 82 übertragen werden, um mehrere Elektrodenanord
nungen zu wickeln.
Fig. 2 zeigt schematisch die vorstehend beschriebene Wickelein
richtung in einer ersten Stellung während des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Insbesondere ist in Fig. 2 die Radanordnung 18 ge
zeigt, unmittelbar nachdem sie in Gegenuhrzeigerrichtung ge
dreht worden ist, wodurch das Dornpaar 66, 68 und die teilweise
gewickelte Elektrodenanordnung 56 von der Wickelstation 82 zur
Wickelstation 84 verschoben worden sind. Wie ferner in Fig. 2
gezeigt ist, werden das Dornpaar 66, 68 und die teilweise ge
wickelte Elektrodenanordnung 56 in einem Kanal 46 aufgenommen,
der an der Transportrad-Indexposition 48 angeordnet ist. Der
ungewickelte Abschnitt 86 der teilweise gewickelten Elektroden
anordnung 56 ist in Fig. 2 so gezeigt, daß er sich aus dem
Kanal 46 heraus erstreckt. Ein erster, durch einen Luftzylinder
betätigter Druckplattenmechanismus 88 sorgt für eine leichte
Kraft gegen die teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56 an
der Wickelstation 84, um die teilweise gewickelte Elektroden
anordnung 56 an einem Abwickeln zu hindern. In ähnlicher Weise
sorgt ein zweiter, federbetätigter Druckmechanismus 90 für eine
leichte Kraft gegen die ungewickelte Elektrodenanordnung an der
Wickelstation 82. Ein Separator-Trennmechanismus 92 verwendet
einen erhitzten Draht 94, der durch einen Luftzylinder 96 mit
zwei Separatorstreifen 98 in Kontakt bewegbar ist, um die Sepa
ratorstreifen 98 von zwei zusammenhängenden Trommeln (nicht
gezeigt) des Separatormaterials abzuschneiden. Als eine Alter
native zur Betätigung durch den Luftzylinder 96 kann der Sepa
rator-Trennmechanismus 92 durch eine Nocke betätigt werden,
in dem ein Nocken- und Nockenfolgermechanismus zwischen dem
Mechanismus 92 und dem umlaufenden Rad 18 vorgesehen wird. In
einer noch zu beschreibenden Weise übt ein dritter, federbe
tätigter Druckmechanismus 97 einen leichten Druck auf die
Separatorsteifen 98 aus, wodurch die Separatorstreifen 98
während des Schneidvorgangs gespannt bleiben. Der Mechanismus
97 hält auch die Separatorstreifen 98 während der erfindungs
gemäßen Verfahrensschritte sicher in ihrer Lage. In Fig. 2 ist
der Separator bereits abgeschnitten worden.
Es ist als vorteilhaft gefunden worden, für eine Rückspannung
der Separatorstreifen 98 zu sorgen, während sie mit den Ver
sorgungstrommeln verbunden bleiben. Anderenfalls hat das Träg
heitsmoment der umlaufenden Versorgungstrommeln die Tendenz,
zu viel Bandmaterial von den Trommeln abzugeben, wodurch ein
Durchhängen bzw. eine Lockerheit in den Separatorbändern 98 zwischen
den Trommeln 98 und den Dornpaaren 74, 76 hervorgerufen wird.
Eine Rückspannung kann auf einfache Weise dadurch hervorgerufen
werden, daß eine Bremskraft direkt auf die Versorgungstrommeln
ausgeübt wird. Alternativ kann eine Rückspannung dadurch her
beigeführt werden, daß eine Bremskraft direkt auf die Separa
torbänder 98 an einer Stelle zwischen den Vorratstrommeln und
den Dornen 74, 76 ausgeübt wird. Bei dieser alternativen Lösung
kann eine zugerzeugende Kraft direkt auf die Bänder 98 an einer
Stelle zwischen den Dornen 74, 76 und der Stelle ausgeübt wer
den, an der die Bremskraft ausgeübt wird. Bei dieser alternati
ven Lösung stellt die Bremskraft sicher, daß die vorstehend
beschriebene Lose bzw. das Spiel vermieden wird, und die zug
erzeugende Kraft stellt sicher, daß ein ausreichender Zug bzw.
eine Zugspannung in den Separatorbändern 98 für ein Wickeln an
den Dornen 74, 76 herbeigeführt wird.
Fig. 2 zeigt eine teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56
an der Wickelstation 84 und zwei Separatorstreifen 98, die
an der Wickelstation 82 zwischen und an den Dornen 76 und 74
vorbei verlaufen. Der erste Schritt in dem erfindungsgemäßen
Verfahren führt eine negative Elektrode 102 und eine posi
tive Elektrode 104 sehr nahe an die Wickelstation heran.
Vorzugsweise wird ein automatischer bzw. selbsttätiger
Zuführmechanismus (nicht gezeigt) verwendet, der an sich bekannt
ist, wie beispielsweise ein Aufnahme- und Anbringungsmechanismus,
um die Elektroden 102 und 104 von einem Vorrat aufzunehmen und
die Elektroden auf einem Hin- und Herbewegungsmechanismus anzu
ordnen, um die Elektroden 102, 104 nahe an die Wickelstation 82
heranzuführen. Der automische bzw. selbsttätige Zuführmechanis
mus kann ein rotierendes Karussel mit mindestens zwei Stationen
enthalten. Während die eine Station zur Zuführung von Elektroden
zur Wickelmaschine 10 verwendet wird, kann die andere Station
durch die Bedienungsperson der Maschine mit Elektroden beladen
werden. Wenn die Zufuhr von Elektroden an der ersten Station
zu Ende ist, kann das Karussell gedreht werden, wodurch Elek
troden der Wickelmaschine von der gerade zuvor beladenen Station
zugeführt werden können und die leere Station kann dann mit
einem frischen Elektrodenvorrat durch den Maschinenoperator be
laden werden.
Während die Elektroden 102, 104 nahe an die Wickelstation 82
herangeführt werden, werden die Dorne 74 und 76 etwa eine halbe
Drehung gedreht, wodurch die Dorne 74, 76 das Paar der Separa
torstreifen 98 ergreifen. Es wurde als sehr vorteilhaft gefun
den, die Drehung von jedem der Dorne 74 und 76 um die Achse z-z
von einem einzelnen Antriebsmechanismus ausführen zu lassen,
damit die Drehung der Dorne 74 und 76 gleichzeitig erfolgt. Dies
kann durch Anwendung bekannter Techniken erreicht werden, indem
beispielsweise die Dorne 74 und 76 durch eine Zahnradverbindung
mit einer einzelnen zentralen Antriebswelle oder mit dem glei
chen Planetengetriebe verbunden werden. Es wurde ferner als
sehr vorteilhaft befunden, die Rotation von jedem der Dorne 66
und 68 um die Achse y-y von dem gleichen Antriebsmechanismus
ausführen zu lassen, der für die Drehung der Dorne 74 und 76
um die Achse z-z sorgt. Vorzugsweise wird also für eine Rota
tion des Dornpaares 74, 76 und des Dornpaares 66, 68 von einem
einzigen Antriebsmechanismus
gesorgt, so daß die Drehung aller Dorne 66, 68, 74, 76
gleichzeitig erfolgen kann. Wenn also die Dorne 74 und 76 um
eine halbe Windung bzw. Drehung gedreht wurden, damit die Dorne
74, 76 die Separatorbänder 98 ergreifen können, wie es vor
stehend beschrieben wurde, drehen sich auch die Dorne 66, 68
um eine halbe Windung bzw. Drehung, wodurch die teilweise ge
wickelte Elektrodenanordnung 56 an der Wickelstation 84 etwas
weiter gewickelt wird.
Fig. 3 zeigt schematisch die Stellung der Wickeleinrichtung
nach der vorstehend beschriebenen Drehung der Dorne 74 und 76
um eine halbe Windung bzw. Drehung und nach dem Heranführen
der Elektroden 102 und 104 nahe an die Wickelstation. Wie aus
Fig. 3 zu ersehen ist, weisen die Separatorbänder einen Ab
schnitt 106 auf, der an den Dornen 74 und 76 vorbeiläuft, damit
die ersten inneren Windungen der Elektrodenanordnung zusätzliche
Schichten bzw. Lagen von Separatormaterial haben, die zwischen
der Elektrode 102 und der Elektrode 104 angeordnet sind.
Von der in Fig. 3 gezeigten Stellung besteht der nächste
Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, die negative
Elektrode 102 zur Wickelstation 82 in der Weise heranzuführen,
daß die Elektrode 102 zwischen den Separatorbändern 98 ange
ordnet ist, wobei sich ihre Vorderkante unmittelbar neben den
Dornen 74, 76 befindet. In dieser Stellung sorgt ein federbe
tätigter Druckmechanismus 90, der über ein Druckrad 108 wirksam
ist, für eine ausreichende Kraft auf die sandwichartige Schich
tung, die aus den Separatorbändern 98 und der Vorderkante der
Elektrode 102 gebildet ist, so daß eine zusätzliche Drehung
der Dorne 74, 76 eine Biegung der Vorderkante der Elektrode
102 um die Dorne 74, 76 zur Folge hat. Bei einer Anordnung der
Elektrode 102 an den Dornen 74, 76 in der vorstehend beschrie
benen Weise werden die Dorne 74, 76 für eine zusätzliche 1 1/2
Drehung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gedreht. Da, wie
vorstehend beschrieben wurde, die Dorne 74 und 76 durch den
gleichen Antriebsmechanismus angetrieben werden wie die Dorne
66 und 68, bewirkt eine Drehung der Dorne 74 und 76 um 1 1/2
Umdrehungen eine Drehung der Dorne 66 und 68 um 1 1/2 Umdrehun
gen, wodurch die teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56
etwas weiter gewickelt wird.
In Fig. 4 sind die Dorne 76, 74 an der Wickelstation 82 nach
einer Drehung der zusätzlichen 1 1/2 Windungen gezeigt, wie es
vorstehend beschrieben wurde. Aus Fig. 4a in Verbindung mit
Fig. 4 wird deutlich, daß die Elektrode 102 mit dem Separator
band 98 auf jeder Seite davon etwa 1 1/2mal um die Dorne 74,
76 herum gewickelt ist. In dieser Stellung ist zwar der Ab
schnitt 106 der Separatoren bzw. Trennschichten 98 in der aller
ersten Wicklung der Elektrode 102 teilweise gewickelt, aber
es verbleibt ein kurzes Segment des Abschnittes 106, der nicht
gewickelt ist. Es ist ferner zu sehen, daß das ungewickelte
Segment (das auch als geteiltes Endstück bezeichnet wird) des
Abschnittes 106 und die Trennstreifen 98 eine dreifache Dicke
des Trennstreifenmaterials 98 auf der einen Seite der Elektrode
102 bilden. Die übrige positive Elektrode 104 kann dann an der
Wickelstation 82 derart eingesetzt werden, daß die dreifache
Dicke der Trenn- bzw. Separatorbänder 98 zwischen der Vorder
kante der Elektrode 104 und der Elektrode 102 liegt. Die drei
fache Dicke wird deshalb ausgebildet, damit zusätzliches Sepa
ratormaterial vorhanden ist, um einen Schutz gegen einen elek
trischen Kurzschluß zu bilden, der anderenfalls durch einen
elektrischen Kontakt zwischen der Vorderkante der Elektrode 102
und der Elektrode 104 verursacht werden könnte. Dieser Bereich
der Elektrodenanordnung ist empfindlich gegenüber einem elek
trischen Kurzschluß, da, wenn die Elektrode 104 zuerst gewickelt
wird, ihre Vorderkante die Tendenz hat, durch das Separatorband
98 hindurchzustoßen und mit der Elektrode 102 in Kontakt zu
kommen. Eine dreifache Dicke des Separatormaterials 98 sorgt
für eine angemessene Grenzschicht, um diesen Kontakt zu ver
hindern.
Nach dem Einsetzen der Elektrode 104 in der vorstehend beschrie
benen Weise werden die Dorne 74, 76 für eine wesentliche Win
dungszahl um die Achse z-z gedreht, um an der Wickelstation 82 die
Elektroden 102, 104 und die Separatorbänder 98 teilweise zu
wickeln zu einer teilweise gewickelten Elektrodenanordnung 56.
Da wiederum die Dorne 74, 76 durch den gleichen Antriebsmecha
nismus angetrieben werden wie die Dorne 66, 68, hat der An
triebsmechanismus die Funktion, nicht nur die Dorne 74, 76 zu
drehen und an der Wickelstation 82 die ungewickelte Elektroden
anordnung teilweise zu wickeln zu einer teilweise gewickelten
Anordnung 56, sondern er hat auch die Funktion, die Dorne 66, 68
zu drehen und gleichzeitig eine endgültige Wicklung der Elek
trode 56 an der Wickelstation 84 zu einer vollständig oder
total gewickelten Elektrodenanordnung 40 zu bewirken.
Idealerweise ist die Zeit, die zum Wickeln der teilweise ge
wickelten Elektrode 56 an der Wickelstation 82 benötigt wird,
gleich der Zeit, die zum fertigen Wickeln der total gewickelten
Elektrodenanordnung 40 an der Station 84 erforderlich ist. Da
der Durchmesser der Elektrodenanordnung wächst, wenn das
Wickeln der Anordnung fortschreitet, haben gleiche Wickelzeiten
an den Stationen 82 und 84 zur Folge, daß an der Station 84 ein
größerer Teil der Elektrodenanordnung gewickelt wird als an der
Station 82.
Fig. 5 zeigt die Wickeleinrichtung unmittelbar nach dem vor
stehend beschriebenen, gleichzeitigen teilweisen Wickeln an
der Wickelstation 82 und dem fertigen Wickeln an der Wickel
station 84. Dementsprechend ist eine vollständig oder fertig
gewickelte Elektrodenanordnung 40 an der Wickelstation 84 ge
zeigt und eine teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56 ist
an der Wickelstation 82 gezeigt. Der nächste Schritt in dem er
findungsgemäßen Verfahren ist die Übertragung der teilweise ge
wickelten Elektrodenanordnung 56 von der Wickelstation 82 zur
Wickelstation 84. Nachdem die Dorne 66 und 68 an der Transport
rad-Indexposition 48 aus dem Kanal 46 herausgezogen sind, wird
das Transportrad 16 durch die Welle 42 in Gegenuhrzeigerrich
tung gedreht, um dadurch die vollständig gewickelte Elektroden
anordnung von der Transportrad-Indexposition 48 zur Transport
rad-Indexposition 50 zu übertragen bzw. zu transportieren. Eine
Drehung des Rades 16 in der beschriebenen Weise bewegt auch einen
leeren Kanal 46 von der Transportrad-Indexposition 54 zur Trans
portrad-Indexposition 48, wo der leere Kanal 46 das Einsetzen
einer teilweise gewickelten Elektrodenanordnung 56 erwartet.
Schließlich überträgt eine Drehung des Transportrades 16 eine
zuvor fertig gewickelte Elektrodenanordnung 40 von der Index
position 50 zur Indexposition 52, wo die Anordnung 40 das Ein
setzen in einen Zellenbehälter 26 erwartet.
Nach dieser Drehung des Rades 16 wird die umlaufende Radanordnung
18 180° um die Achse X-X durch die Welle 62 gedreht, wodurch
die Dorne 66, 68 von der Wickelstation 84 zur Wickelstation 82
bewegt werden. Diese Drehung des umlaufenden Rades 18 bewegt
auch die teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56 mit den
noch darin eingesetzten Dornen 74, 76 von der Wickelstation 83
zur Wickelstation 84. An der Wickelstation 84 wird die teilweise
gewickelte Elektrodenanordnung 56 in einem leeren Kanal bzw.
Schacht 46 des Transportrades 16 angeordnet. Mit anderen Worten
dreht eine Drehung der Welle 62 die Radanordnung 18 einschließ
lich der Dorne 66, 68 und 74, 76 zusammen mit der teilweise ge
wickelten Elektrodenanordnung 56. Diese Drehung überträgt die
teilweise gewickelte Elektrodenanordnung 56 von der Wickelsta
tion 82, wo sie teilweise gewickelt worden ist, zur Wickelsta
tion 84, wo sie zu einer vollständig oder total gewickelten
Elektrodenanordnung 40 während des nächsten Schrittes des erfin
dungsgemäßen Verfahrens gewickelt wird. Nach einer Drehung der
umlaufenden Radanordnung 18 in der vorstehend beschriebenen Weise
werden die Dorne 66, 68 in Richtung aufeinander entlang der
Achse Y-Y (nun an der Wickelstation 82) in der Weise verschoben,
daß die Separatorbänder 98 zwischen den Dornen 66 und 68 zu lie
gen kommen.
Fig. 6 zeigt die Wickeleinrichtung unmittelbar nach einer Drehung
der Räder 16 und 18 in der vorstehend beschriebenen Weise. Wie
aus Fig. 6 ersichtlich ist, befindet sich eine teilweise ge
wickelte Elektrodenanordnung in dem Kanal oder Schacht 46 an
der Indexposition 48. Vollständig gewickelte Elektrodenanord
nungen 40 befinden sich an Kanälen bzw. Schächten 46 an Trans
portrad-Indexpositionen 50 und 52. Das Separatorband 98 bleibt
weiterhin mit den entsprechenden endlosen Rollen
(nicht gezeigt) verbunden. Ein wesentliches Merkmal der Erfin
dung besteht, wie es vorstehend beschrieben wurde, in dem Ein
setzen der Dorne 66, 68 auf jeder Seite der Separatorbänder 98,
bevor die Separatorbänder 98 von ihrem durchgehenden Rollenvor
rat abgeschnitten werden. Weiterhin fängt der Druckmechanismus
97 die Separatorbänder während des Abschneidens der Bänder ein
und hält sie sicher fest. Dementsprechend sind erfindungsgemäß
Mittel vorgesehen zum Ergreifen der Separatorbänder 98 an einer
Stelle zwischen den ersten und zweiten Wickelstationen durch
den Druckmechanismus 97. Das Abschneiden der Separatorbänder 98
erfolgt durch Betätigung des Separatorschneidmechanismus 92 für
eine Hin- und Herbewegung, wobei ein erhitzter Draht 94 mit den
Separatorbändern 98 an einem Punkt zwischen der Stelle, an der
der Mechanismus 97 die Separatorbänder 98 ergreift, und der
zweiten Wickelstellung in Berührung gebracht wird.
Nahezu gleichzeitig mit dem Abschneiden der Separatorbänder 98
wird eine vollständig gewickelte Elektrodenanordnung 40 durch
nicht gezeigte Mittel aus dem Kanal 46 an der Transportrad-
Indexposition 52 und in einen Zellenbehälter 26 geschoben. Bei
Beendigung dieser verbleibenden Verfahrensschritte befindet
sich die Wickeleinrichtung 10 in der in Fig. 2 gezeigten Stel
lung, und die erfindungsgemäßen Schritte werden wiederholt,
um weitere Elektrodenanordnungen zu wickeln.
Auf diese Weise werden dann nachfolgende Elektrodenanordnungen
an ersten und zweiten Wickelstationen gewickelt und in die
Zellenbehälter eingesetzt. Da ein erstes teilweise Wickeln
einer Elektrodenanordnung an einer ersten Wickelstation 82
gleichzeitig mit dem fertigen oder endgültigen Wickeln an einer
zweiten Wickelstation 84 einer anderen Elektrodenanordnung er
folgt, die zuvor an der ersten Wickelstation teilweise ge
wickelt worden war, ist das erfindungsgemäße Verfahren schneller
als bekannte Verfahren. Insbesondere kann der Ausstoß von fer
tig gewickelten Elektrodenanordnungen durch die Erfindung doppelt
so schnell gemacht werden (ohne Berücksichtigung der Umlaufzeit
des Rades 18) als bekannte Verfahren, die die gesamten Elektro
denanordnungen nacheinander an einer Station wickeln.
Es wurde gefunden, daß die Anordnung der Vorderkante der Elek
trode in bezug auf die Wickeldorne mit sorgfältiger Präzision
durchgeführt werden muß, um ein spiralförmiges Aufwickeln der
Elektrodenanordnung zu vermeiden. Wenn das Elektrodenband schräg
verläuft, wenn es auf die Wickeldorne zuläuft, entstehen beim
Wickeln der Elektrode aufeinanderfolgende Elektrodenwindungen,
die gegeneinander versetzt sind. Mit anderen Worten überlappt
eine gegebene Windung der Elektrode nicht exakt die zuvor ge
wickelte Windung oder Windungen. Dieses unerwünschte Ergebnis
wird auch als spiralförmiges Aufwickeln bezeichnet. Wenn beim
Stand der Technik versucht wurde, dieses spiralförmige Aufwic
keln zu verhindern, wurde ein Transport- oder Trägermechanismus
verwendet, um die Elektrode zu den Wickeldornen zu bewegen. Da
bei wurde die Elektrode in einen festen Hohlraum in dem Träger
aufgenommen, wobei der Träger für eine sehr enge Passung um die
Elektrode herum dimensioniert war. Diese bekannten Lösungen
waren zwar erfolgreich, um die Elektrode den Wickeldornen rich
tig zuzuführen, aber die enge Passung zwischen dem Hohlraum und
der Elektrode hatte eine wesentliche Schwierigkeit beim Einfüh
ren der Elektrode in den Trägermechanismus zur Folge. Automa
tische Lade- bzw. Einführeinrichtungen ordneten die Elektrode
häufig falsch an in bezug auf den Hohlraum des Trägermechanis
mus, wodurch die Elektrode schräg verlief und den Wickeldornen
nicht richtig zugeführt wurde. Das folgende Merkmal der Erfin
dung ist auf diese Schwierigkeit gerichtet.
In den Fig. 7 und 8 ist schematisch ein Trägermechanismus
110 gezeigt zur Aufnahme einer Elektrode 102 von einem Elektro
denvorrat und zum Bewegen und Zuführen der Elektrode zu Wickel
dornen 66, 68 und 74, 76. Der Trägermechanismus 110 weist einen
langgestreckten Trägerführungsteil 112 mit U-förmigem Quer
schnitt und einen Hin- und Herbewegungs- oder Trägerteil 114 auf,
der für eine Hin- und Herwegung auf und entlang dem Führungs
teil 112 und in Richtung auf die Dornen 74, 76 und von diesen
weg angebracht ist. Der Trägerführungsteil 112 weist ein lang
gestrecktes Grundteil 116 auf, das die Basis des U-förmigen
Querschnittes bildet, von dem zwei im Abstand angeordnete
Schienen 118, 120 ausgehen, um die Schenkel des U-Querschnitts
zu bilden. Die Schienen 118, 120 weisen eine Führungsfläche
122 bzw. 124 auf, die in Richtung aufeinander gerichtet sind
und parallel verlaufen. Das Führungsteil 112 ist mit seinem einen
Ende nahe den Wickeldornen 74, 76 in der Weise angeordnet, daß
die Oberflächen 122 und 124 senkrecht zur Drehachse der Wickel
dorne 74, 76 angeordnet sind.
Das Trägerteil 114 ist an dem Führungsteil 112 für eine Hin
und Herbewegung parallel zu den Führungsflächen 122 und 124
angebracht. Das Trägerteil 114 weist einen Trägergrundabschnitt
126 mit entgegengesetzt gerichteten Flächen 128, 130 auf. Die
Oberfläche 128 des Trägerteils 114 kann an der Halterungsfläche
132 des Führungsteils 112 gleitend angreifen, wodurch das Trä
gerteil 114 für die vorstehend beschriebene Hin- und Herbewe
gung gehaltert wird. Die Oberfläche 130 des Trägerteils 114
kann an der Elektrode 102 angreifen und diese haltern. Ein
erstes, feststehendes Wandelement 134 erstreckt sich von dem
Basisabschnitt 126 des Trägerteils 114 nach außen und arbeitet
mit einem zweiten, bewegbaren Wandelement 136 und der Oberfläche
128 zusammen, um eine am Ende offene Vertiefung 136 in dem Trä
gerteil 114 auszubilden, in der die Elektrode 102 aufgenommen
wird. Das bewegbare Wandelement 136 ist um einen Stift 140 von
einer ersten Stellung, in der das Wandelement 136 in einem Ab
stand von dem feststehenden Wandelement 134 angeordnet ist,der
wesentlich größer als die Breite B der Elektrode 102 ist, in
eine zweite Stellung schwenkbar, in der das Wandelement 136
von dem feststehenden Wandelement 134 in einem Abstand ange
ordnet ist, der im wesentlichen gleich der Breite W der Elek
trode 102 ist. Dementsprechend bilden das feststehende Wand
element 134 und das bewegbare Wandelement 136 eine Vertiefung
oder Ausnehmung 138 mit einer Breite, die in Abhängigkeit von
der Stellung des bewegbaren Wandelementes 136 veränderbar ist.
Wenn sich das bewegbare Wandelement 136 in der vorgenannten
ersten Stellung befindet, hat die variable Ausnehmung 138 eine
wesentlich größere Breite als die Breite der Elektrode 102.
Wenn das bewegbare Wandelement 136 in der vorgenannten zweiten
Position ist, hat die variable Ausnehmung 138 eine Breite, die
im wesentlichen gleich der Breite der Elektrode 102 ist. Dem
zufolge sind in der Form der Wandelemente 134, 136 Mittel ge
schaffen worden zum Aufnehmen eines Elektrodenbandes 102 und
zum Ausrichten des Elektrodenbandes für eine Zuführung zu den
Wickeldornen 74, 76.
Wenn das bewegbare Wandelement 136 in der vorgenannten ersten
Stellung ist, ist die Breite der variablen Ausnehmung 138 ge
nügend groß, damit die Elektrode 102 auf einfache Weise in
der Ausnehmung 138 angeordnet werden kann, selbst bei einem
automatischen bzw. selbsttätigen Aufnahme- und Anbringungsme
chanismus. Die vorstehend beschriebenen Schwierigkeit, die bei
bekannten Lösungen auftraten, die eine enge oder genaue Passung
zwischen der Ausnehmung und der Elektrode erforderten, sind
somit vermieden. Nach dem Einführen der Elektrode 102 in die
Ausnehmung 138 wird das Trägerteil 114 nach links (bei der Be
trachtungsweise gemäß Fig. 7) entlang dem Führungsteil 112
verschoben durch Trägerteilbewegungs- oder -verschiebungsmittel
in der Form eines Betätigungsstabes 140 verschoben. Der Betäti
gungsstab 140 ist mit einer üblichen Kraftquelle verbunden, wie
beispielsweise einem Nockenfolgermechanismus oder einem Luft
zylinder. Die Führungsflächen 122 und 124 des Führungsteils 112
greifen gleitend an komplementären Oberflächen 142 bzw. 144
auf dem Trägerteil 114 an. Auf diese Weise wird das Trägerteil
114 für eine Bewegung entlang einer Linie parallel zu den Ober
flächen 122 und 124 und somit entlang einer Linie geführt, die
zu der Drehachse der Dorne 74, 76 senkrecht ist.
In Fig. 9 ist schematisch der Trägermechanismus 110 gezeigt,
nachdem der Trägerteil 114 in eine Position verschoben worden
ist, in der die Vorderkante der Elektrode 102 den Dornen 74
und 76 zugeführt ist. Es wird auf einfache Weise deutlich, daß
die Bewegung bzw. Verschiebung des Trägerteils 114 durch das Be
tätigungsglied 140 aus der in Fig. 7 gezeigten Position in die
in Fig. 9 gezeigte Position bewirkt hat, daß sich das Wand
element 136 von seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt
hat. Eine Bewegung des Wandelementes 136 wird herbeigeführt
durch Mittel zum Bewegen des bewegbaren Wandelementes 136 und
zum Verändern der Breite der Ausnehmung 138. Genauer gesagt,
ist ein Mittel zum Bewegen des bewegbaren Wandelementes 136 in
der Form einer Nockenfläche 146, einer Nocke 148, die an dem
Führungsteil 112 befestigt ist, und einer Nockenfolgerfläche
150 eines Nockenfolgers 152 vorgesehen, der an dem bewegbaren
Wandelement 136 befestigt ist. Die vorstehend beschriebene Be
wegung des Trägerteils 114 nach links ermöglicht, daß die Brei
te der Ausnehmung 138 verändert wird, indem die Nockenfolger
fläche 115 an der Nockenfläche 146 angreift und auf dieser rei
tet, wodurch das bewegbare Wandelement 136 in Uhrzeigerrichtung
(in der Betrachtungsweise von Fig. 9) um den Drehpunkt 140 ge
dreht wird, bis das bewegbare Wandelement 136 in seiner vor
stehend beschriebenen zweiten Position angeordnet ist. In die
ser Stellung befindet sich das bewegbare Wandelement 136 in einem
Abstand von dem feststehenden Wandelement 134, der im wesent
lichen gleich der Breite der Elektrode 102 ist. In dieser zwei
ten Stellung sind die ausgerichtete Oberfläche 154 auf dem fest
stehenden Wandelement 134 und die ausgerichtete Oberfläche 156
auf dem bewegbaren Wandelement 136 in einem entsprechenden Ein
griff mit Rändern 155 und 157 der Elektrode 122. Die fluchtend
ausgerichteten Oberflächen 154 und 156 sind parallel zu den
Führungsflächen 122 und 124 auf dem Führungsteil 112 und sie
sind somit senkrecht zur Drehachse der Dorne 74, 76. Dement
sprechend bewirkt eine Bewegung des bewegbaren Wandelementes 136
in seine zweite Position eine Ausrichtung der Elektrode 102 der
art, daß sie im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Wickel
dorne 74, 76 verläuft. Die Elektrode 102 wird somit den Wickel
dornen 74, 76 in einer nicht schräg verlaufenden Orientierung
zugeführt und sie wird gewickelt, ohne daß die Elektrode sich
in nachteiliger Weise spiralförmig aufwickeln könnte. Nachdem
die Vorderkante der Elektrode 102 durch die Dorne 74 und 76 er
griffen ist, wird das Trägerteil 114 nach rechts (bei einer
Betrachtungsweise gemäß Fig. 9) bewegt bzw. verschoben, wo
durch die Elektrode 102 die Ausnehmung 138 verläßt und wodurch
die bewegbare Wand 136 in Gegenuhrzeigerrichtung in ihre erste
Stellung schwenkt aufgrund der Trennung bzw. Ablösung des
Nockenfolgers 152 von der Nocke 148 und aufgrund der Kraft,
die durch die Zugfeder 160 ausgeübt wird. Zwar wurde nur ein
Trägermechanismus 110 zum Zuführen einer Elektrode 102 zu den
Dornen 74, 76 beschrieben, selbstverständlich ist aber ein
gleichartiger Trägermechanismus vorgesehen, um eine Elektrode
104 den Dornen 74, 76 zuzuführen.
Claims (10)
1. Verfahren zum gleichzeitigen Wickeln erster und zweiter un
gewickelter Elektrodenanordnungen einer elektrochemischen
Zelle zu einer zylindrischen Form, wobei jede Elektroden
anordnung ein negatives Elektrodenband, ein positives Elek
trodenband und einen dazwischen angeordneten Separator
aufweist,
gekennzeichnet durch :
Bereitstellen erster und zweiter Wickelstationen,
teilweises Wickeln der ersten ungewickelten Elektrodenan
ordnung zu einer ersten teilweise gewickelten Elektroden
anordnung an der ersten Wickelstation,
Übertragen der ersten teilweise gewickelten Elektrodenan
ordnung von der ersten Wickelstation zur zweiten Wickel
station,
weiteres Wickeln der ersten, teilweise gewickelten Elek
trodenanordnung an der zweiten Wickelstation und
teilweises Wickeln der zweiten ungewickelten Elektrodenan
ordnung zu einer zweiten teilweise gewickelten Elektroden
anordnung an der ersten Station gleichzeitig mit dem wei
teren Wickeln der ersten teilweise gewickelten Elektroden
anordnung an der zweiten Wickelstation.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Zellenbehälter bereitgestellt wird, eine dritte Station
zum Einsetzen der weiter gewickelten Elektrodenanordnung in
den Behälter ausgebildet wird, die weiter gewickelte Elektroden
anordnung zur dritten Station bewegt wird, die weiter ge
wickelte Elektrodenanordnung in den Behälter an der dritten
Station eingesetzt wird und der Zellenbehälter mit der wei
ter gewickelten Elektrodenanordnung, die darin eingesetzt
ist, aus der dritten Station herausgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Separator zu der ungewickelten Elektrodenanordnung an der
ersten Station von einer kontinuierlichen bzw. endlosen
Rolle von Separatormaterial zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
erste teilweise gewickelte Elektrodenanordnung zur zweiten
Wickelstation übertragen wird, während der Separator mit
der endlosen Rolle verbunden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Separator von der Rolle abgeschnitten wird, nachdem die
erste teilweise gewickelte Elektrodenanordnung zur ersten
Wickelstation übertragen worden ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß Greif
mittel ausgebildet werden zum Ergreifen des Separators vor
dem Schneideschritt an einer Stelle zwischen den ersten und
zweiten Wickelstationen.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Separator von der Rolle zwischen der Stelle und der zweiten
Wickeleinrichtung abgeschnitten wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
erstes umlaufendes Rad ausgebildet wird, das erste und zwei
te Paare von Wickeldornen aufweist, die an den ersten bzw.
zweiten Wickelstationen angeordnet und für eine Rotation
relativ zu dem ersten umlaufenden Rad angebracht werden,
mit dem einen Wickeldorn die erste ungewickelte Elektroden
anordnung zu einer ersten teilweise gewickelten Elektroden
anordnung an der ersten Wickelstation gewickelt wird,
das umlaufende Rad gedreht wird, um den einen Wickeldorn
und die erste teilweise gewickelte Elektrodenanordnung von
der ersten Wickelstation zur zweiten Wickelstation zu über
tragen und gleichzeitig den anderen Wickeldorn von der zwei
ten Wickelstation zur ersten Wickelstation zu übertragen,
mit dem anderen Wickeldorn die zweite ungewickelte Elektro
denanordnung zu einer zweiten teilweise gewickelten Elektro
denanordnung an der ersten Wickelstation teilweise gewickelt
wird und
mit dem einen der beiden Wickeldorne die erste teilweise ge
wickelte Elektrodenanordnung zu einer weiter gewickelten
Elektrodenanordnung an der zweiten Wickelstation weiter ge
wickelt wird gleichzeitig mit dem teilweisen Wickeln der
zweiten gewickelten Elektrodenanordnung an der ersten Wickel
station.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein dreh
bares zweites Transportrad mit einem Kanal bzw. Schacht
(U-förmiger Querschnitt) zur Aufnahme der ersten teilweise
gewickelten Elektrodenanordnung ausgebildet wird, der wei
tere Wickelschritt in dem Kanal bzw. Schacht ausgeführt
wird,
das zweite Transportrad gedreht wird zum Übertragen des Ka
nales bzw. Schachtes und der weiter gewickelten Elektroden
anordnung in eine Indexposition zum Entnehmen der weiter ge
wickelten Elektrodenanordnung aus dem Kanal bzw. Schacht,
und die weiter gewickelte Elektrodenansicht in dem Zellen
behälter an der Indexposition eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
drittes Hülsenrad mit einer Ausnehmung zum Aufnehmen des
Zellenbehälters ausgebildet wird, ein Zellenbehälter in
der Ausnehmung angeordnet wird, die Ausnehmung und der Zel
lenbehälter in einer übereinstimmenden Nachbarlage mit der
Indexposition angeordnet werden,
die weiter gewickelte Elektrodenanordnung aus dem Kanal bzw.
Schacht herausgenommen und in den Zellenbehälter an der
Indexposition eingegeben wird, und
das dritte Hülsenrad gedreht wird zum Bewegen des die wei
ter gewickelte Elektrodenanordnung enthaltenden Zellenbe
hälters von der Indexposition zu einer Position zum Ent
nehmen des Zellenbehälters aus der Ausnehmung.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/648,918 US4559700A (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Method for winding an electrode assembly |
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ID=24602754
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| DE19853532022 Granted DE3532022A1 (de) | 1984-09-10 | 1985-09-07 | Verfahren zum wickeln einer elektrodenanordnung |
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