DE60106480T2

DE60106480T2 - Vorrichtung zum Stapeln für Verbundprodukte und Verpackung

Info

Publication number: DE60106480T2
Application number: DE60106480T
Authority: DE
Inventors: J. Eric HANSON; R. John WHEELER; Alan Miller; B. David PRITCHARD; Donald Peterson; R. John JACOBSON; J. Jeffrey MISSLING; N. James DOBBS; C. David KRAMLICH
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: EP1335873A1; CA2427891C; KR100753697B1; DE60106480D1; AU2001257131A1; JP4927307B2; EP1335873B1; ATE279367T1; CA2427891A1; WO2002042191A1; JP2004514621A; KR20030060949A; US6547229B1

Description

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Produktstapelvorrichtung. Gemäß einer Ausführungsform einer Produktstapelvorrichtung werden eine oder mehrere Stationen mit jeweils einem Förderer bereitgestellt, mit dem beabstandete Trägerelemente zur Bewegung mit diesem gekoppelt sind. Eine Produktbeförderungsvorrichtung treibt eine oder mehrere bewegbare Bahnen an, die jeweils einen Freigabe-Liner aufweisen, an dem segmentiertes blattförmiges Produktmaterial entfernbar befestigt ist. Die Produktbeförderungsvorrichtung weist eine oder mehrere umlenkbare Laminier-Grenzflächen auf, die jeder der Stationen zugeordnet sind; um blattförmiges Produktmaterial von den Bahnen zu den Trägerelementen über einen Spalt zu transferieren, der jeweils zwischen der einen oder den mehreren umlenkbaren Laminier-Grenzflächen und den jeweiligen Trägerelementen ausgebildet ist, und zwar wiederholt zur Erzeugung eines Stapels aus dem blattförmigen Produktmaterial auf dem jeweiligen Trägerelement.
Die Produktbeförderungsvorrichtung kann einen Positionseinstellmechanismus, der mit jeder umlenkbaren Laminier-Grenzfläche gekoppelt ist, und einen Sensor aufweisen, der eine Änderung in der Höhe des an den Trägerelementen entwickelten Stapels blattförmigen Produktmaterials erfasst. Der Positionseinstellmechanismus stellt eine Position der umlenkbaren Laminier-Grenzflächen in Reaktion auf den eine Änderung in der Höhe des Stapels blattförmigen Produktmaterials erfassenden Sensor ein.
Die Trägerelemente können mit dem einen oder den mehreren Förderern für eine darauf in einer kontinuierlichen Schleife erfolgende Weiterbeförderung gekoppelt sein. Alternativ dazu können die Trägerelemente mit dem einen oder den mehreren Förderern für eine darauf in einer Vor- und Zurückbewegung erfolgende Weiterbeförderung gekoppelt sein. Ein Steuerungssystem kann Sensoren aufweisen, die einen Trägerelementbewegungsparameter erfassen. Das Steuerungssystem stellt die Fördererbewegung und/oder die Bahnbewegung ein, um eine gewünschte Lagegenauigkeit des blattförmigen Produktmaterials an den Trägerelementen in Reaktion auf den erfassten Trägerelementbewegungsparameter aufrechtzuerhalten. Das Steuerungssystem kann weiterhin Sensoren aufweisen, die einen Bahnbewegungsparameter erfassen. In diesem Fall stellt das Steuerungssystem die Fördererbewegung und/oder die Bahnbewegung ein, um eine gewünschte Lagegenauigkeit des blattförmigen Produktmaterials an den Trägerelementen in Reaktion auf den erfassten Bahnbewegungsparameter aufrechtzuerhalten.
Jedes Blatt des segmentierten blattförmigen Produktmaterials kann eine vollständige elektrochemische Zelle oder einen Abschnitt davon definieren, wozu auch Zellen zählen, wie sie in Festkörper-Dünnfilm-Batterien und Brennstoffzellen Verwendung finden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann jedes Blatt des blattförmigen Produktmaterials ein Schichten aus Folien- oder Blattmaterial aufweisendes vollständiges Pad oder einen Abschnitt davon definieren, wobei ein Teil jeder der Schichten mit einem Klebstoff versehen ist. Bei einer weiteren Ausführungsform definiert jedes Blatt des segmentierten blattförmigen Produktmaterials einen Schichten medizinischen Verbandmaterials aufweisenden vollständigen Packen oder einen Abschnitt davon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Produktstapelvorrichtung weist eine erste Station einen ersten Förderer auf, mit dem beabstandete erste Trägerelemente zur Bewegung mit diesem gekoppelt sind. Eine zweite Station weist einen zweiten Förderer auf, mit dem beabstandete zweite Trägerelemente zur Bewegung mit diesem gekoppelt sind. Die Produktbeförderungsvorrichtung transferiert abwechselnde Blätter blattförmigen Produktmaterials zu den jeweiligen ersten und zweiten Trägerelementen der ersten und der zweiten Station, und zwar wiederholt, um einen Stapel blattförmigen Produktmaterials an den jeweiligen ersten und zweiten Trägerelementen zu erzeugen.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform einer Produktstapelvorrichtung treibt eine erste Produktbeförderungsvorrichtung eine bewegbare erste Bahn an, an der segmentierte erste Blätter blattförmigen Produktmaterials entfernbar befestigt sind. Die erste Produktbeförderungsvorrichtung transferiert erste Blätter blattförmigen Produktmaterials zu jedem der Trägerelemente. Die Produktstapelvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform weist eine zweite Produktbeförderungsvorrichtung auf, an der segmentierte zweite Blätter blattförmigen Produktmaterials entfernbar befestigt sind. Die zweite Produktbeförderungsvorrichtung transferiert zweite Blätter blattförmigen Produktmaterials zu jedem der Trägerelemente. Die erste und die zweite Produktbeförderungsvorrichtung transferieren jeweilige erste und zweite Blätter zu jedem der Trägerelemente, und zwar wiederholt zum Erzeugen eines Stapels aus alternierenden ersten und zweiten Blättern blattförmigen Produktmaterials an jedem der Trägerelemente.
Die oben stehende Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung ist nicht so gedacht, dass sie jede Ausführungsform oder jede Umsetzung der vorliegenden Erfindung beschreibt. Vorteile und Errungenschaften werden sich zusammen mit einem vollständigeren Verstehen der Erfindung bei der Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der Ansprüche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher zeigen und einschätzen lassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine rotierende Umform- und Stapelvorrichtung dar,
2 ist eine Teilbaugruppe von 1, die eine rotierende Umformvorrichtung zeigt,
3A ist eine Teilbaugruppe von 2, bei der es sich um eine detaillierte Darstellung einer ersten rotierenden Schneid/Laminier-Grenzfläche einer rotierenden Umformvorrichtung handelt,
3B zeigt ein geschnittenes Kathodenblatt, das sich auf einer Unterwalze an der in 3A gezeigten ersten rotierenden Schneid/Laminier-Grenzfläche bewegt, die 3C–3F zeigen vier Ausführungsformen einer rotierenden Umformvorrichtung, von denen jede Beschickungs-, Schneid- und Laminierabschnitte aufweist, die mit der gleichen Verarbeitungsgeschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten betrieben werden können,
4 ist eine Teilbaugruppe von 2, bei der es sich um eine detaillierte Darstellung einer zweiten rotierenden Schneid-Grenzfläche einer rotierenden Umformvorrichtung handelt,
5 ist eine detaillierte Darstellung der zweiten rotierenden Schneid-Grenzfläche, die in 4 gezeigt ist,
6 ist eine Teilbaugruppe von 1, die eine Stapelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
die 7A und 7B stellen einen Abschnitt einer Stapelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar,
8 stellt eine Stapelvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar,
9 stellt eine Stapelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit mehreren Stationen und einer Produktbahn dar,
10 stellt eine Stapelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Station und einer Produktbahn dar,
11 stellt eine Stapelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit mehreren Stationen und mehreren Produktbahnen dar,
die 12A und 12B stellen eine rotierende Umform/Laminiervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dar, die nicht zu dieser Erfindung gehört,
13 stellt einen Laminatstapel mehrfarbiger Materialblätter dar, der von einer rotierenden Umform- und/oder Stapelvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt wird,
14 zeigt mehrere Schichten eines einzelnen farbigen Blattes aus Papier oder Folie, bei denen ein Abschnitt der Rückseite Klebstoff aufweist und die zusammenlaminiert und durch Verwendung einer rotierenden Umform- und/oder Stapelvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in eine gewünschte Form geschnitten worden sind,
15 zeigt mehrere Schichten eines einzelnen farbigen Blattes aus Papier oder Folie ähnlich dem in 14 gezeigten, jedoch mit einer sich von der in 14 gezeigten unterscheidenden Form,
16 stellt einen Produktstapel oder einen Pad dar, der/das verschiedenartige Blatt- oder Folienschichten unterschiedlicher Form und Größe aufweist, die von einer rotierenden Umform- und/oder Stapelvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind,
17 zeigt einen Produktstapel, der verschiedenartige Blatt- oder Folienschichten aufweist und bei dem jedes Blatt eine andere Form hat, die von einer rotierenden Umform- und/oder Stapelvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, und
18 zeigt einen Packen medizinisches Verbandmaterial, das von einer rotierenden Umform- und/oder Stapelvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der nachfolgenden Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen wird auf die dazugehörigen beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung verschiedene Ausführungsformen gezeigt werden, in denen die Erfindung praktiziert werden kann.
Rotierende Umform-Laminier- und Stapelvorrichtungen der vorliegenden Erfindung sorgen vorteilhafterweise für die Herstellung laminierter Stapel aus ähnlichen oder unähnlichen Schichten unterschiedlicher Materialien in praktisch jeder beliebigen Form. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung lassen sich auf die Herstellung von Laminatproduktstapeln aus einer einzigen Produktbahn oder aus mehreren Produktbahnen (z.B. fünf verschiedenen Produktbahnen) anwenden. Zu den gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Laminatproduktstapeln können beispielsweise Pads aus ein- oder mehrfarbigen Blättern oder Folien, Packen aus medizinischem Verbandmaterial und Dünnfilm-Batterien gehören.
Eine spezielle Anwendung betrifft die Herstellung von elektrochemischen Batteriezellen, bei denen mehrere alternierende Schichten aus Kathoden-, Separator- und Anodenmaterial geschnitten und zu einem Stapel oder einer Zelleneinheit laminiert werden. Eine elektrochemische Dünnfilm-Zelleneinheit, die sich im Kontext der vorliegenden Erfindung herstellen lässt, kann als Stapelteilbaugruppe definiert werden, die mindestens die folgenden Blätter aufweist: Stromabnehmer, Kathode, Separator und Anode – in der Regel in dieser Reihenfolge. Durch Vorschalten von zwei oder mehreren rotierenden Umformstationen vor eine Stapelvorrichtung können beispielsweise die Kathoden- und die Anodenschichten unabhängig voneinander geschnitten werden, was für die Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen Anoden- und Kathodenstrukturen der Zelleneinheit wichtig ist.
Abhängig von der relativen Anordnung des Separators und der Wahl der Werkzeuge und der zeitlichen Koordinierung können die jeweiligen Bereiche der Kathode, der Anode und des Separators unabhängig voneinander bestimmt werden. Dies ist für das Aufrechterhalten einer gleichmäßigen Stromverteilung wichtig, die für die Lebensdauer der elektrochemischen Zelle von größter Bedeutung ist. Ist beispielsweise der Separator größer als die geschnittene Zelle, dann lassen sich durch Grate an den Kanten verursachte makroskopische Kurzschlüsse vermeiden. Dadurch könnten vorteilhafterweise Sekundärisolatoren eliminiert werden, die man sonst bei manchen Zellenkonstruktionen zwischen den Elektroden benötigt.
Diese Prinzipien können auch auf Brennstoffzellenkonstruktionen zutreffen. Außerdem können diese Prinzipien dafür verwendet werden, neue verpackte Medizinprodukte herzustellen, bei denen pro Produktschicht nur eine Verpackungsschicht verwendet und das Endprodukt dem Kunden in umgeformter, gestapelter und verpackter Form geliefert wird. Die erste und die letzte auf dem Stapel angeordnete Schicht können beispielsweise die Außenverpackung sein.
In den Figuren ist in 1 eine Vorrichtung 10 gezeigt, die unter Verwendung von Bahnen aus Kathoden- und Anodenmaterial eine Reihe von Blättern für elektrochemische Zellen und einen Stapel aus Schichten für elektrochemische Zellen herstellt. Die Vorrichtung 10 stellt zwei Verarbeitungsvorrichtungen 20 und 120 dar, die hier als rotierende Umformvorrichtung 20 bzw. als Stapelvorrichtung 120 bezeichnet werden. Die Vorrichtung 10 sorgt für einen kontinuierlichen Zusammenbauprozess, der bei einer Ausführungsform flache, relativ unelastische Mehrschichtstapel aus Materialschichten für elektrochemische Zellen mit oder ohne Schichten geringer Duktilität aus einem relativ elastischen Material herstellt, das von einem Freigabe-Liner getragen wird. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Möglichkeit, Mehrschichtbaugruppen ohne oder mit mehreren Schichten aus einem Material mit geringer Duktilität zu stapeln. In dieser Hinsicht berücksichtigt ein Stapelprozess der vorliegenden Erfindung die Dehnungseigenschaften der Schichten in dem Produkt, die sich zwischen verschiedenen Produkten stark unterscheiden können.
Es versteht sich, dass die rotierende Umform- und die Stapelvorrichtung 20, 120 jeweils eine Anzahl einzigartiger und nützlicher Merkmale aufweisen und als solches mit den dazugehörigen Verarbeitungsmethoden auf individueller Basis genutzt werden können und nicht als Teil einer zweiteiligen Gesamtvorrichtung, wie in 1 abgebildet, kombiniert werden brauchen. Wie nachfolgend erläutert wird, kann die rotierende Umformvorrichtung 20, die auf verschiedene Art und Weise implementiert werden kann, separat bei der Herstellung einer Reihe laminierter Zelleneinheitstrukturen eingesetzt werden, die in der Regel von einem Freigabe-Liner getragen werden. Beispielhafte rotierende Umformvorrichtungen und Verfahren werden in der eigenen Anmeldung WO 08/43179 mit dem Titel "Rotary Converting Apparatus and Method for Laminated Products and Packaging" (Rotierende Umformvorrichtung und Verfahren für laminierte Produkte und Verpackung) offengelegt. Die Stapelvorrichtung 120, die auf verschiedene Art und Weise implementiert werden kann, kann separat bei der Herstellung von Stapeln aus Schichten für elektrochemische Zellen eingesetzt werden, wobei ein kontinuierlicher Stapelvorgang verwendet wird.
Die rotierende Umformvorrichtung 20 formt allgemein ausgedrückt eine Kathodenbahn 23 und eine Anodenbahn 123 zu einer Reihe von Schichtstrukturen für elektrochemische Zellen um, die von einem Freigabe-Liner getragen werden. Die Stapelvorrichtung 120 sorgt für das kontinuierliche Stapeln von Strukturen für elektrochemische Zellen, die von dem Freigabe-Liner auf eine Anzahl umlaufende, schleifenartige oder sich hin und her bewegende Plattformen transferiert werden, die hier abwechselnd als Trägerelemente, Paletten oder Wagen bezeichnet werden. Ein Vorteil, der durch den Einsatz eines Prozesses der rotierenden Umformung der vorliegenden Erfindung realisiert wird, besteht darin, dass ein Produkt mit einer Endgröße geschaffen wird, das stromabwärts bzw. später nicht mehr geschnitten werden muss.
Bei einer Ausführungsform enthalten die Schichtstrukturen für elektrochemische Zellen eine Anodenschichtstruktur, die im allgemeinen eine oder mehrere Feststoffelektrolytschichten aufweist, und eine Kathodenschichtstruktur. Eine solche Struktur wird hier als Zelleneinheit bezeichnet, deren Konfiguration vorstehend beschrieben wird.
Eine Kathodenschichtstruktur kann als Teilbaugruppe definiert werden, die eine Kathode, einen Stromabnehmer und eine Kathode aufweist. Eine andere Konfiguration einer Kathodenschichtstruktur-Teilbaugruppe weist einen Separator, eine Kathode, einen Stromabnehmer und eine Kathode auf. Noch eine weitere Konfiguration einer Kathodenschichtstruktur-Teilbaugruppe weist einen Separator, eine Kathode, einen Stromabnehmer, eine Kathode und einen Separator auf.
Eine Anodenschichtstruktur kann als einzelnes Anodenblatt definiert werden. Eine Anodenschichtstruktur kann auch als Teilbaugruppe definiert werden, die einen Separator und eine Anode aufweist. Eine weitere Konfiguration einer Anodenschichtstruktur-Teilbaugruppe weist einen Separator, eine Anode und einen Separator auf.
Die Kathodenbahn 23 kann beispielsweise so hergestellt werden, dass sie einen Stromabnehmer aus Aluminiumfolie aufweist, der auf beiden Seiten mit einem Kathodenverbundmaterial (Kathode/Stromabnehmer/Kathode-Struktur) beschichtet ist. Die Anodenbahn 123 kann beispielsweise als vierschichtige Struktur hergestellt werden, die einen Freigabe-Liner, eine Feststoffelektrolytfolie, Lithiumfolie und eine zweite Schicht Feststoffelektrolytfolie (Separator/Anode/Separator-Struktur) aufweist. Bei einer speziellen Ausführungsform wird in der Anodenbahn 123 eine Festpolymerelektrolytfolie eingesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Kathodenbahn 23 auf beiden Seiten des Kathodenverbundmaterials einen Separator wie eine Festpolymerelektrolytfolie aufweisen. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann auf der Kathodenbahn und der Anodenbahn 23, 123 ein Separator enthalten sein. Andere Mehrschichtbahnstrukturen für Kathode, Anode und Feststoffelektrolyt kommen auch in Frage.
Gemäß einer weiteren Umsetzung können die Bahnen 23, 123 mit Geschwindigkeiten von zwischen 0 und 10 Meter/Minute bewegt werden. Die Breite der Produktbahnen kann etwa 20,3 cm (8 Inch) betragen. Die blattförmigen Zelleneinheiten können eine Länge von bis zu etwa 43,2 cm (17 Inch) aufweisen. Die Produktbahn-Beschickungswalzen können jeweils einen Durchmesser von bis zu etwa 45,7 cm (18 Inch) aufweisen.
In 2 wird eine rotierende Umformvorrichtung 20 genauer gezeigt. Die in 2 abgebildete rotierende Umformvorrichtung 20 enthält eine Bahn 23 Kathodenmaterial, die ursprünglich auf eine Kathodenbeschickungswalze 22 gewickelt ist. Im aufgewickelten Zustand kann die Kathodenbahn einen Freigabe-Liner 21 aufweisen, der beim Abwickeln der Kathodenbeschickungswalze 22 auf eine Liner-Aufwickelwalze 24 gewickelt wird. Die Kathodenbahn 23 wird ohne den Freigabe-Liner 21 einer ersten Schneidstation 28 zugeführt. Die Kathodenbahn 23 durchläuft in der Regel eine Spannwalzenvorrichtung 26, die die Kathodenbahn 23 in einen gewünschten gespannten Zustand versetzt und einen Bahnleitmechanismus aufweisen kann.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform stellt die erste Schneidstation 28 eine Rotationsstanzstation dar. Die erste Schneidstation 28 weist eine angetriebene Zugwalzenvorrichtung 31 auf, die in diesem Fall eine Anpresswalze 32 und eine gummiumhüllte Antriebswalze 33 aufweist. Alternativ dazu kann eine Vakuumzugwalzenvorrichtung verwendet werden. Eine Bewegung wie die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Zugwalzenvorrichtung 31 wird in der Regel durch ein in der Technik bekanntes (nicht gezeigtes) Servosteuersystem reguliert. Die Zugwalzenvorrichtung 31 führt die Kathodenbahn 23 einer Schneidwalzenvorrichtung 30 zu, die eine Rotationsstanze 34 und eine Unterwalze 35 aufweist. Die Schneidwalzenvorrichtung 30 schneidet die Kathodenbahn 23 in einzelne Kathodenblätter. Eine Bewegung wie die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Rotationsstanze 34 und der Unterwalze 35 wird in der Regel durch ein (nicht gezeigtes) Servosteuersystem reguliert.
Wie in 2 ebenfalls gezeigt wird eine Laminiervorrichtung 29 mit einer Bahn aus Anodenmaterial 123 beschickt. Die Anodenbahn 123 kann vor oder in der ersten Schneidstation 28 durch ein Infrarot-Heizgerät 38 (als Infrarot-Heizgerät 38 in Umrissen gezeigt) erwärmt werden. Die Anodenbahn 123 weist, wie bereits erläutert, einen Freigabe-Liner auf und kann zwei Feststoffelektrolytschichten enthalten, die auch als Separatorschichten bezeichnet werden können und auf gegenüberliegenden Seiten einer Anode (z.B. Lithiumfolie) vorgesehen sind. Die Anodenbahn 123 wird in der Regel über eine Spannwalzenvorrichtung 39 mit einem gewünschten Spannungsgrad versehen und geführt.
Die Kathodenblätter werden von der Unterwalze 35 in die Nähe der Anodenbahn 123 in der Laminiervorrichtung 29 gedreht. Die Kathodenblätter werden an einem Spalt zwischen einer Laminierwalze 36 und der Unterwalze 35 auf die Anodenbahn 123 laminiert, um eine laminierte Bahn 50 aus Zelleneinheitmaterial herzustellen. Die Laminierwalze 36 ist in der Regel mit einem Gummimaterial bedeckt, und die Unterwalze 35 wird in der Regel aus einem Metallmaterial hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Anodenbahn 123 mit einer Geschwindigkeit durch die Laminiervorrichtung 29 bewegt, die größer ist als die der Kathodenbahn 23. Dieser Unterschied bei den relativen Geschwindigkeiten der Anoden- und der Kathodenbahn 123, 23 schafft einen Zwischenraum zwischen den Kathodenblättern, wenn die einzelnen Kathodenblätter auf die Anodenbahn 123 laminiert werden. Die laminierte Bahn 50 aus Zelleneinheitmaterial wird von der ersten Schneidstation 28 der zweiten Schneidstation 40 zugeführt, wo ein Schnitt durch das Anodenbahnmaterial, aber nicht durch den Freigabe-Liner gemacht wird.
An der zweiten Schneidstation 40 führen eine angetriebene Anpresswalze 42 und eine gummiumhüllte Antriebswalze 43 die laminierte Bahn 50 einer Schneidwalzenvorrichtung 41 zu, die eine Unterwalze 45 und eine Rotationsstanze 44 aufweist. Die Rotationsstanze 44 schneidet in Kooperation mit der Unterwalze 45 durch das Anodenmaterial, aber nicht durch den Freigabe-Liner der laminierten Bahn 50 in dem zwischen den nebeneinander liegenden Kathodenblättern geschaffenen Zwischenraum. Die Antriebswalze 42 kann beheizt sein. Ein optischer Sensor 37 wird dafür eingesetzt, die Zwischenräume zwischen nebeneinander liegenden Kathodenblättern zu erfassen, um sicherzustellen, dass Schnitte in die laminierte Bahn 50 nur innerhalb dieser Zwischenräume gemacht werden. Es sei angemerkt, dass ein Ausrichten des Zwischenraumes oder Spaltes zwischen nebeneinander liegenden Kathodenblättern an der geeigneten Schnittstelle innerhalb der zweiten Schneidstation 40 durch die Verwendung der richtigen zeitlichen Koordinierung, die richtige Getriebeübersetzung und/oder das richtige Förderbandmaterial bestimmt werden kann, statt den Spalt optisch oder anders zu erfassen.
So wird an einem Ausgang der zweiten Schneidstation 40 eine Reihe laminierter blattförmiger Zelleneinheiten hergestellt, die von einem abnehmbaren Liner getragen werden. Die laminierten blattförmigen Zelleneinheiten können zur späteren Verarbeitung durch eine Stapelvorrichtung auf eine Aufwickelwalze gewickelt oder als Teil einer kontinuierlichen Rotationsumform/Stapel operation, wie beispielsweise in 1 gezeigt, direkt einer Stapelvorrichtung zugeführt werden.
Ein Vorteil, der sich durch die Umsetzung einer oben erläuterten rotierenden Umformvorrichtung realisieren lässt, betrifft die Möglichkeit, elektrochemische Generatoren aus diskreten Blättern blattförmigen Anoden- und Kathodenbahnmaterials zusammenzustellen, bei denen das Anodenblatt und das Kathodenblatt unabhängig voneinander geschnitten werden, wodurch sich vorteilhafterweise verhindern lässt, dass sich während des Schneidprozesses potentielle Kurzschlüsse entwickeln. Der zwischen den nebeneinander liegenden Kathodenblättern geschaffene Zwischenraum bietet die Möglichkeit, die Kathodenbahn 23 unabhängig vom Schneiden der Anodenbahn 123 zu Kathodenblättern zu zerschneiden. Insbesondere wird die Kathodenbahn 23 an der ersten Schneidstation 28 in Kathodenblätter zerschnitten, bevor sie auf die mit größerer Geschwindigkeit laufende Anodenbahn 123 laminiert wird. Die zuvor an der Laminiervorrichtung 29 geschaffenen Zwischenräume sorgen dafür, dass an der zweiten Schneidstation 40 nur das Anodenbahnmaterial durchgeschnitten wird.
Ein weiterer Vorteil betrifft die Möglichkeit, die Kathoden- und die Anodenbahn wie oben erläutert unabhängig voneinander zu schneiden und zusätzlich dazu die Kathodenblätter mit einem Bahnquerversatz zu den Anodenblättern zu laminieren, wodurch dazwischen ein Laminierversatz entsteht. Eine auf diese Art und Weise konstruierte blattförmige Zelleneinheit kann beispielsweise eine Separator/Anode/Separator-Schichtstruktur aufweisen, die sich über alle vier Kanten einer Kathodenbeschichtung hinaus erstreckt. Ein Stromabnehmer, der sich über eine Kante der Separator/Anode/Separator-Schichtstruktur hinaus erstreckt, trägt die Kathodenbeschichtung. Es sei angemerkt, dass gemäß dieser Ausführungsform beide Bahnen mehrschichtig sind und nicht alle Schichten die gleiche Breite aufweisen müssen. Diese blattförmige Zelleneinheitstruktur bietet etliche Vorteile, zu denen die Verhinderung von Kurzschlüssen beim nachfolgenden Stapeln und der dazugehörenden Schneidoperation und Zellenzusammenbau- oder Endbearbeitungsoperationen sowie eine verbesserte Herstellbarkeit gehören.
Andere Zelleneinheitkonfigurationen lassen sich erzielen, indem man die Größe der in der Anoden- bzw. Kathodenbahn 23, 123 enthaltenen verschiedenen Materialschichten mit Bedacht wählt. Weiterführend kann die Anodenbahn 123, die der Laminiervorrichtung 29 zugeführt wird, als Liner/Separator/Lithiumfolie/Separator-Struktur mit einer ersten Kante konstruiert werden, bei der sich Kanten der Separatorschichten bis zur Kante der Lithiumfolie erstrecken, und mit einer zweiten Kante, bei der sich die Lithiumfolie über die Kanten der Separatorschichten hinaus erstreckt. Somit lässt sich eine blattförmige Zelleneinheitstruktur entwickeln, bei der die Kathoden- und die Stromabnehmerschicht kürzer sind als die Anodenschicht.
Die 3A und 3B stellen verschiedene Aspekte der in den 1 und 2 gezeigten ersten Schneidstation 28 ausführlicher dar. Gemäß einer Ausführungsform wird die Kathodenbahn 23 von der Zugwalzenvorrichtung 31 mit einer Geschwindigkeit W1 in die Schneidwalzenvorrichtung 30 bewegt. Die Schneidwalzenvorrichtung 30, die laut Darstellung die Rotationsstanze 34 und die Unterwalze 35 aufweist, wird so gesteuert, dass sie sich mit einer Geschwindigkeit W2 bewegt, die größer ist als die Geschwindigkeit W1 der Kathodenbahn 23.
Die an der Rotationsstanze 34 bereitgestellten Schneidklingen 47 schneiden unter Zusammenwirkung mit der Unterwalze 35 durch die Kathodenbahn 23 und stellen so einzelne Kathodenblätter 52 her (ausführlicher in 3B gezeigt). Es versteht sich, dass die Rotationsstanze 34 eine einzelne Schneidklinge 47, zwei Schneidklingen 47 wie in 3A gezeigt oder mehr als zwei Schneidklingen 47 aufweisen kann. Bei der Schneidklinge 47 kann es sich weiterhin um eine einzelne Klinge oder um eine kompliziertere Klingenanordnung handeln. So kann beispielsweise eine rechteckige Klingenanordnung oder ein rechteckiges Klingenmuster an der Rotationsstanze 34 bereitgestellt werden. Es versteht sich, dass abhängig von einer gegebenen Systemanwendung, die beispielsweise die Verwendung einer Schervorrichtung, eines Lasers oder eines Wasserstrahls beinhalten kann, andere Verfahren und Vorrichtungen zum Schneiden oder Stanzen der Kathodenbahn 23 eingesetzt werden können.
Bei einer Ausführungsform ist die Unterwalze 35 eine Vakuumunterwalze mit einem Lochzwischenraummuster, das zu dem Zwischenraum zwischen den die Blätter schneidenden Schneidklingen passt. Die einzelnen Kathodenblätter 52, die von einer Bewegung der Kathodenbahn 23 mit der Geschwindigkeit W1 zur Geschwindigkeit W2 übergehen, werden dann der Laminiervorrichtung 29 zugeführt.
Die Laminierwalze 36 und die Unterwalze 35 der Laminiervorrichtung 29 (und daher die Anodenbahn 123) werden bei der Bewegung mit der Geschwindigkeit W2 gezeigt. Die einzelnen Kathodenblätter 52, die sich auch mit der Geschwindigkeit W2 bewegen, werden an einem zwischen der gummiumhüllten Laminierwalze 36 und der Unterwalze 35 gebildeten Spalt auf die Anodenbahn 123 laminiert. Der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten W1 und W2, wobei W2 größer ist als W1, schafft während des Laminierprozesses einen Zwischenraum 53 zwischen nebeneinander liegenden Kathodenblättern. Die laminierte Bahn 50, die von einem Freigabe-Liner der Anodenbahn 123 getragen wird, wird dann einer zweiten Schneidstation 40 zugeführt.
Bei vielen Anwendungen kann ein geeignetes Geschwindigkeitsverhältnis der sich schneller bewegenden Anodenbahn 123 zur sich langsamer bewegenden Kathodenbahn 23 (d.h. W2/W1) zwischen etwa 1,005 und etwa 1,05 variieren. Die Geschwindigkeit W1 der Kathodenbahn 23 kann beispielsweise zwischen 1,52 m (5 Fuß) pro Minute und etwa 152 m pro Minute (500 FpM) betragen, und die Geschwindigkeit W2 der Anodenbahn 123 kann zwischen etwa 1,53 m pro Minute (5,025 FpM) und etwa 160 m pro Minute (525 FpM) variieren, solange W2/W1>1.
Bei einer Ausführungsform variiert die Breite der Kathodenbahn 23 zwischen etwa 1,91 cm (0,75 Inch) und etwa 61 cm (24 Inch). Die Breite der Anodenbahn 123 kann ebenfalls zwischen etwa 1,91 cm (0,75 Inch) und etwa 61 cm (24 Inch) variieren. Die Länge jedes Kathodenblattes 52 kann zwischen etwa 0,64 cm (0,25 Inch) und etwa 61 cm (24 Inch) variiert werden. Die zwischen nebeneinander liegenden Kathodenblättern liegenden Zwischenräume 53 können zwischen etwa 0,38 mm (0,015 Inch) und etwa 1 cm (0,4 Inch) betragen. Bei einer Ausführungsform, bei der zwischen der Kathoden- und der Anodenbahn 23, 123 während des Laminierprozesses ein Laminierversatz geschaffen wird, kann ein solcher Laminierversatz zwischen etwa 0,1 cm (0,04 Inch) und etwa 0,79 cm (0,31 Inch) variieren.
Zu Erläuterungszwecken, nicht zur Einschränkung, wird ein beispielhafter Satz Rotationsumformprozessparameter zur Verfügung gestellt. Bei diesem erläuternden Beispiel wird davon ausgegangen, dass sich die Kathodenbahn 23 mit einer Geschwindigkeit W1 von 15,24 m pro Minute (50 FpM) bewegt. Die Geschwindigkeit W2 der Anodenbahn 123 beträgt 15,54 m pro Minute (51 FpM), was für ein Geschwindigkeitsverhältnis von W2 zu W1 von etwa 1,02 sorgt. Die Länge jedes geschnittenen Kathodenblattes beträgt 9,96 cm (3,92 Inch). Der Zwischenraum 53 zwischen nebeneinander liegenden Kathoden blättern 52 beträgt 2 mm (0,08 Inch). Der Zwischenraum zwischen aufeinander folgenden Tiefenschnitten, die nur durch den Anodenteil der Bahn 54, nicht aber durch den Anodenträger 51 erfolgen, beträgt 10,16 cm (4,0 Inch). Die Breite der Anoden- und der Kathodenbahn beträgt jeweils 14,31 cm (5,63 Inch). Der Laminierversatz beträgt gemäß diesem erläuternden Beispiel 0,61 cm (0,24 Inch).
Die 3C–3F stellen verschiedene Konfigurationen der rotierenden Umformvorrichtung dar, die zusätzlich zu der oben unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschriebenen implementiert werden können. Die 3C–3F zeigen vier nützliche Konfigurationen mit unterschiedlichen Prozessgeschwindigkeitsverhältnissen an drei Abschnitten der rotierenden Umformvorrichtung. Die zu einem Beschickungsabschnitt 32', einem Schneidabschnitt 34' und einem Laminierabschnitt 36' gehörenden Geschwindigkeiten werden insbesondere als Geschwindigkeiten WX angegeben, wobei X gleich 1, 2 oder 3 ist. Im allgemeinen (jedoch nicht notwendigerweise) lässt sich das Verhältnis der Geschwindigkeiten W1, W2 und W3 als W1≤W2≤W3 charakterisieren.
In 3C werden beispielsweise die gemäß dieser Konfiguration der rotierenden Umformvorrichtung zu jedem Beschickungsabschnitt 32', Schneidabschnitt 34' und Laminierabschnitt 36' gehörenden Geschwindigkeiten als W1, W2 bzw. W2 angegeben. In diesem Falls, bei dem es sich im wesentlichen um die bereits hinsichtlich der 3A und 3B erläuterte Konfiguration handelt, ist W1 geringer als W2.
In 3D ist eine weitere Konfiguration der rotierenden Umformvorrichtung abgebildet, wobei die zu jedem Beschickungsabschnitt 32', Schneidabschnitt 34' und Laminierabschnitt 36' gehörenden Geschwindigkeiten alle im wesentlichen gleich sind, z.B. Geschwindigkeit W1 in diesem erläuternden Beispiel. 3D enthält weiterhin eine Wickelwalze 27 zum Aufnehmen eines Liners mit der Geschwindigkeit W1. Diese Konfiguration eignet sich sehr gut für den Einsatz einer strukturierten Rotationsstanze wie derjenigen, die eine Schneidklinge in rechteckiger Form aufweist. Gemäß dieser Konfiguration macht eine rechteckige Schneidklinge einen rechteckigen Schnitt in die Bahnstruktur (z.B. eine Kathodenschichtstruktur), durch den nach Entfernen eine Lücke zwischen nebeneinander liegenden Bahnstrukturen geschaffen wird. Das überschüssige oder Abfall-Bahnmatrixmaterial kann mit einer Geschwindigkeit W1 durch Verwendung der Wickelwalze 27 wieder auf den Liner gewickelt werden.
Das Laminieren der mit der Geschwindigkeit W1 den Schneidabschnitt 34' durchlaufenden blattförmigen Bahnstrukturen an eine andere Bahn 123, wie eine Anodenschichtstrukturbahn, kann auch bei der Geschwindigkeit W1 am Laminierabschnitt 36' erfolgen. Die in 3D abgebildete Konfiguration der rotierenden Umformvorrichtung sorgt vorteilhafterweise für das Erzeugen einer Lücke zwischen nebeneinander liegenden Kathodenschichtstrukturen und gleichzeitig an dem Beschickungs-, dem Schneid- und dem Laminierabschnitt 32', 34' und 36' für eine im wesentlichen gleichförmige Prozessgeschwindigkeit.
3E stellt eine weitere Konfiguration der rotierenden Umformvorrichtung dar, wobei die zum Beschickungs- und zum Schneidabschnitt 32' und 34' gehörenden Geschwindigkeiten im wesentlichen gleich sind und die Geschwindigkeit des Laminierabschnitts als W2 gezeigt ist. Bei dieser Konfiguration ist ein Förderer 25 gezeigt, der sich zwischen der Schneidstation 34' und der Laminierstation 36' befindet. Die Geschwindigkeit des Förderers 25 gleicht im wesentlichen der der Laminierstation 36', das heißt W2.
3F zeigt noch eine weitere Konfiguration einer rotierenden Umformvorrichtung, wobei sich die zu dem Beschickungs-, dem Schneid- und dem Laminierabschnitt 32', 34' und 36' gehörenden Geschwindigkeiten unterscheiden. Bei diesem speziellen Beispiel werden die zu dem Beschickungs-, dem Schneid- und dem Laminierabschnitt 32', 34' und 36' gehörenden Geschwindigkeiten als Geschwindigkeiten W1, W2 bzw. W3 gezeigt. Ein zwischen der Schneidstation 34' und der Laminierstation 36' befindlicher Förderer 25 bewegt sich im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Laminierstation 36', nämlich W3.
Es ist zu erkennen, dass jede der in den 3A–3F abgebildeten Konfigurationen der rotierenden Umformvorrichtung für eine gewünschte Lücke zwischen nebeneinander liegenden Bahnstrukturen oder Blättern sorgt. Die Lückengröße oder der Zwischenraum zwischen nebeneinander liegenden Bahnstrukturen/Blättern lässt sich durch eine überlegte Auswahl von Prozessgeschwindigkeiten (z.B. Geschwindigkeiten W1, W2 und W3) und/oder der Schneidklingengröße, -konfiguration und -zwischenräume variieren. Wie aus der nachfolgenden Erläuterung deutlich wird, erleichtert die zwischen nebeneinander liegenden Bahnstrukturen/Blättern bereitgestellte Lücke die Verarbeitung des laminierten Produktes (z.B. laminierte Zelleneinheit) an einer zweiten Schneidstation.
Fachleuten wird klar sein, dass für das Transferieren jeder an der Schneidstation 34' aus der Bahn ausgeschnittenen Bahnstruktur zur zweiten Bahn 123 zum Laminieren auf die zweite Bahn 123 eine alternative Einlege-Laminiervorrichtung eingesetzt werden kann. Gemäß dieser alternativen Herangehensweise würde der Laminierabschnitt 36' als Einlege-Laminiervorrichtung umkonfiguriert oder durch diese ersetzt werden.
4 zeigt die in den 1 und 2 abgebildete zweite Schneidstation 40 in größeren Details. Wie in 4 abgebildet wird eine laminierte Bahn 50 als eine Reihe von beabstandeten Kathodenblättern 52 gezeigt, die an eine Anodenbahn 123 mit einem Freigabe-Liner 51 laminiert sind. Die laminierte Bahn 50 bewegt sich mit der Geschwindigkeit W2 in die zweite Schneidstation. Die Unterwalze 45 und die Rotationsstanze 44 der Schneidwalzenvorrichtung 41 bewegen sich mit einer Geschwindigkeit W3, die in der Regel W2 gleicht, aber variierbar ist, damit der Zwischenraum 53 kontinuierlich getroffen wird. Die Geschwindigkeit W3 kann beispielsweise zwischen etwa 15,24 m pro Minute (50 FpM) und etwa 16,76 m pro Minute (55 FpM) variieren. Der Durchmesser der Rotationsstanze 44, der Zwischenraum zwischen den Schneidklingen 48 und die Geschwindigkeiten W2 und W3 werden angemessen ausgewählt, so dass sich jede Schneidklinge 48 nur innerhalb der Zwischenräume 53 zwischen nebeneinander liegenden einzelnen Kathodenblättern 52 in schneidenden Eingriff mit der laminierten Bahn 50 dreht. Eine detaillierte Ansicht der Schneidwalzenvorrichtung 41 im Bereich "A" von 4 ist in 5 zu finden.
5 zeigt einen Abschnitt der laminierten Bahn 50 in einer Walz-Schneid-Grenzfläche, die zwischen der Unterwalze 45 und der Rotationsstanze 44 definiert ist. Eine Schneidklinge 48 der Rotationsstanze 44 wird beim Durchschneiden des Anodenbahnmaterials 54 innerhalb des Zwischenraumes 53 gezeigt, der zwischen nebeneinander liegenden einzelnen Kathodenblättern 52 geschaffen wird. Die Schneidklinge 48 wird beim vollständigen Durchschneiden der Anodenmaterialschicht 54 gezeigt, bei dem sie jedoch nur in einen Abschnitt des Freigabe-Liners 51 eindringt. Es sei angemerkt, dass ein genau gesteuerter Tiefenschnitt dafür sorgt, dass ein nur geringes oder gar kein Eindringen in den Freigabe-Liner 51 stattfindet.
Wie bereits weiter oben erläutert wurde, erzeugt die in 4 gezeigte zweite Schneidstation 40 an ihrem Ausgang eine Reihe laminierter blattförmiger Zelleneinheiten, die von einem abnehmbaren Liner getragen werden. Die laminierten blattförmigen Zelleneinheiten können für die spätere Verarbeitung durch eine Stapelvorrichtung auf eine Aufwickelwalze gewickelt oder einer Stapelvorrichtung als Teil einer kontinuierlichen Rotationsumform/Stapeloperation direkt zugeführt werden.
Wie bereits erläutert wurde, kann die Konstruktion der Anoden- und der Kathodenbahn 123, 23 im Hinblick auf Materialien, Anzahl der Materialschichten und Ausrichtung, Größe und Form dieser Materialschichten unterschiedlich ausfallen. Die Konstruktion der Kathodenbahn 23 kann beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Kathodenbeschichtung auf beiden Seiten aufweisen. Die Anodenbahn 123 bei diesem Beispiel kann eine Polyethylen/FPE/Lithiumfolie/FPE-Konstruktion besitzen, wobei sich FPE auf einen Festpolymerelektrolyten bezieht.
Als weiteres Beispiel kann die Kathodenbahn 23 eine Konstruktion Kathode/kohlenstoffbeschichtete Aluminiumfolie/Kathode aufweisen. Die Anodenbahn 123 in diesem Beispiel kann eine Polyethylen/FPE/Lithiumfolie/FPE-Konstruktion haben.
Es versteht sich, dass eine rotierende Umformvorrichtung und die oben erläuterte Methodik beim Laminieren einer großen Vielfalt von Blattmaterialien eingesetzt werden können und nicht nur auf die Verwendung bei elektrochemischen Dünnfilmzellen beschränkt sind. Außerdem muss der Rotationslaminierprozess nicht für die Schaffung eines Zwischenraumes zwischen blattförmigem Bahnmaterial sorgen, das von der ersten Schneidstation 28 verarbeitet wird, wobei die Bereitstellung solcher Zwischenräume aber bei bestimmten Anwendungen (z.B. Herstellung von elektrochemischen Dünnfilmzellen) vorteilhaft ist.
Eine Stapelvorrichtung und Methodik der vorliegenden Erfindung sorgen für das kontinuierliche Stapeln laminierter Produkte verschiedener Art, Größe und Form, z.B. durch die Verwendung einer Walz-Laminier-Grenzfläche. Allgemein ausgedrückt wird eine Reihe von flachen Trägerelementen, Paletten oder Wagen kontinuierlich durch einen Spalt geleitet, um genau laminierte Stapel des blattförmigen Produkts auf den oberen Oberflächen der Trägerelemente aufzubauen. Blattförmiges Produktmaterial wird von einem abnehmbaren Bahn-Liner kontinuierlich aufeinander folgend oder abwechselnd zu den Trägerelementen transferiert, um einen Stapel aus blattförmigem Produktmaterial mit einer gewünschten Höhe herzustellen. Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen von Stapelvorrichtungen und Prozessen beschrieben, die entweder in die Kategorie "DL"- oder die Kategorie "VL"-Vorrichtungen und Prozesse fallen (DL = direkte Laminierung, VL = Vakuumlaminierung).
Gemäß einer DL-Methodik wird blattförmiges Produktmaterial in einer Vorgehensweise der direkten Laminierung von einem abnehmbaren Bahn-Liner direkt auf die Trägerelemente transferiert. Gemäß einer VL-Methodik wird blattförmiges Produktmaterial zunächst von einem Freigabe-Liner auf eine Vakuumwalze transferiert und dann in einer Vorgehensweise der indirekten Laminierung auf die Trägerelemente laminiert. Es sei angemerkt, dass beide Seiten des blattförmigen Produktmaterials klebrig sein können. Es können auch andere, nicht klebrige Formen des Stapelns eingesetzt werden, wie beispielsweise durch die Verwendung von Klettverschluss-, elektrostatischen, magnetischen oder mechanischen Greifmechanismen. Die Walz-Laminier-Prozesse der vorliegenden Erfindung zum Zusammenstellen von Materialschichten, von denen die hier beschriebene DL- und VL-Vorgehensweise zwei Ausführungsformen sind, sorgen vorteilhafterweise für das Beseitigen von Luft in der Laminatstruktur.
Das dem Laminierprozess zugeführte Produkt kann in Form eines Bandes an einem Freigabe-Liner vorliegen. Gesteuerte Tiefenschnitte durch das Produkt bis hinunter zum Liner unterteilen das Produkt in einzelne Blätter blattförmigen Produktmaterials. Bei einer Vorgehensweise wird davon ausgegangen, dass zwischen nebeneinander liegenden Blättern blattförmigen Produktmaterials kein Zwischenraum geschaffen wird. Dadurch wird im Vergleich zu herkömmlichen Etikettierprozessen, bei denen ein Überschuss entfernt wird, Abfall reduziert. Der Stapelprozess kann so gestaltet werden, dass er den fehlenden Zwischenraum zwischen nebeneinander liegenden Blättern blattförmigen Produktmaterials sowie die Ansammlung geringer Unterschiede bei der Produktlänge berücksichtigt. Bei einer anderen Vorgehensweise kann wie oben erläutert zumindest zwischen einigen Schichten der nebeneinander liegenden Blätter mehrschichtigen Produktmaterials ein Zwischenraum geschaffen werden.
In 6 ist eine VL-Stapelvorrichtung 120 für das Herstellen von Stapeln blattförmigen Produktmaterials auf kontinuierlicher Basis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgebildet. Gemäß dieser Ausführungsform kann die der VL-Stapelvorrichtung 120 zugeführte Produktbahn 135 von einer vorgeschalteten rotierenden Umformvorrichtung 20 wie der weiter oben beschriebenen hergestellt werden. Alternativ dazu kann die Produktbahn 135 durch eine separate Beschickungswalze bereitgestellt werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Produktbahn 135 einzelne Blätter des Produktes oder der Verpackung (z.B. elektrochemische Zelleneinheiten) aufweist, die abnehmbar an einem Freigabe-Liner der Produktbahn 135 angebracht sind, wie z.B. der von der hier bereits beschriebenen zweiten Schneidstation 40 hergestellten.
In Übereinstimmung mit dem in 6 abgebildeten VL-Stapelprozess wird zwischen einer Vakuumwalze 130 und jedem einer Reihe von sich bewegenden Trägerelementen 142 ein Laminierspalt 147 gebildet. Einzelne Blätter des Produktes oder der Verpackung, die vorzugsweise eine Seite mit klebrigem Material aufweisen, werden über die Vakuumwalze 130 mit der klebrigen Seite nach außen in den Spalt 147 befördert.
Die Blätter blattförmigen Produktmaterials werden auf der Vakuumwalze 130 auf eine Art und Weise voneinander beabstandet, die die zeitliche Koordinierung der Maschine erleichtert. Die Blätter blattförmigen Produktmaterials werden von der Vakuumwalze 130 aufgenommen, wenn sie vom abnehmbaren Liner der Produktbahn 135 bei einem Abziehpunkt mit kleinem Radius abgezogen werden, der an einer Grenzfläche zwischen der Vakuumwalze 130 und einer Abzugswalze 134 bereitgestellt wird. An der Abzugswalze 134 wird das blattförmige Produktmaterial vom abnehmbaren Liner abgelöst, beabstandet und auf die Vakuumwalze 130 transferiert. Der Freigabe-Liner wird einer Aufwickelwalze 124 zugeführt.
An der Sechs-Uhr-Position der Vakuumwalze 130 wird das blattförmige Produktmaterial von der Vakuumwalze 130 abgelöst und auf wachsende Stapel auf den Trägerelementen 142 transferiert, die in 6 generisch als Rechtecke gezeigt sind. 6 zeigt einen Bahnweg (Bahnweg 1), der sich laut der Abbildung zur Vakuumabzugswalze 130 hin abrollt. Dieser Bahnweg kann dazu verwendet werden, die Stapelvorrichtung 120 von der rotierenden Umformvorrichtung 20 abzukoppeln. Die am Ausgang der rotierenden Umformvorrichtung 20 hergestellte laminierte Bahn kann beispielsweise an einem Tag aufgewickelt und am nächsten Tag abgewickelt und von der Stapelvorrichtung 120 verarbeitet werden.
Die Trägerelemente 142 werden gemäß einer Ausführungsform in einer kontinuierlichen Schleife über einen Förderer 202, der von einem Steuerriemen oder einer Steuerkette angetrieben wird, in den Spalt 147 hinein angetrieben. Bei dieser speziellen Ausführungsform (und wie weiterhin in den Figuren 8A und 8B gezeigt) werden die beabstandeten Trägerelemente 142 auf der Oberseite des Förderers 202 in einer gewünschten Richtung auf einem bogenförmigen Weg an einer Seite des Förderers 202 entlang und an einem unteren Abschnitt des Förderers 202 entlang weiterbefördert und kehren auf einem bogenförmigen Weg an der anderen Seite des Förderers 202 entlang zur Oberseite des Förderers 202 zurück. Die Trägerelemente 142 können auf dem Förderer 202 einen kontinuierlichen Weg entlang oder gemäß einer anderen Vorgehensweise durch einen sich vor und zurück bewegenden Förderer einen kontinuierlichen Weg entlang bewegt werden.
Es versteht sich, dass mehr als eine VL-Stapelvorrichtung 120 für die Herstellung von Stapeln blattförmigen Produktmaterials auf kontinuierlicher Basis verwendet werden kann. Im Fall von zwei VL-Laminier-Stapelvorrichtungen 120 kann beispielsweise jede Vorrichtung 120 die gleiche oder unterschiedliche Materialschichten mit der gleichen oder unterschiedlicher Größe/Form auf Trägerelemente 142 laminieren.
Bei einer anderen Ausführungsform (und wie am besten in den 7A und 7B zu sehen) werden die Trägerelemente 142 über einen sich vor und zurück bewegenden Förderer 146a in einer kontinuierlichen Schleife in den Spalt 147 angetrieben (in 6 gezeigt). Bei dieser Ausführungsform operiert ein Paar linearer Hubkolbenmotoren 150a, 150b unterhalb der Ebene der Trägerelemente 142. Während der erste Motor 150a ein Trägerelement 142 vorwärts in den Spalt 147 antreibt, bremst der zweite Motor 150b die Schlange ab.
Der Hauptmotor 150a gleicht die Geschwindigkeit und die Position des vorderen Trägerelements 142 ab, bevor es in den Spalt 147 eintritt. Wenn das vordere Trägerelement 142 in den Spalt 147 eintritt, lässt der Hauptmotor 150a los und läuft schnell leer zurück, um das zweite Trägerelement 142 in der Schlange in Eingriff zu nehmen. Um das zweite Trägerelement 142 in Eingriff zu nehmen, passt der Hauptmotor 150a Geschwindigkeit und Position an das sich bewegende Trägerelement 142 an (z.B. die Trägerelemente 142, die sich um eine Trägerelementlänge von den ersten Trägerelementen in der Schlange nach hinten versetzt befinden) und betätigt einen Greifer 156, der eine Greiferhalterung ergreift, die vom Boden des Trägerelements 142 hochragt.
Das aus dem Spalt 147 austretende Trägerelement 142 wird eine Fördererschleife herum geschoben, damit es wieder am Ende der Schlange ankommt. Dieses Trägerelement 142 wird auf seiner unteren flachen Seite auf den sich hin und zurück bewegenden Förderern 146a bewegt. Am Übergang vom letzten Förderer zum Schienen- oder Lagerteil (hier mit linearen Lagerführungen 154 gezeigt) ist eine Lagetoleranz notwendig, damit die linearen Lagerführungen 154 in Eingriff genommen werden. Wenn sich die Trägerelemente 142 auf den Lagerführungen 154 befinden, richten sie sich selbst aus.
Die linearen Tandemmotoren 150a, 150b und die Greifer 156 bewegen sich vor und zurück, während sich die Trägerelemente 142 kontinuierlich bewegen. Bei einer Motorbeschleunigung von etwa 40 m/s² lässt sich eine Geschwindigkeit von etwa 300 Laminierungen pro Minute realisieren. Dieser Produktivitätsgrad lässt sich bei Verwendung von im Handel erhältlichen Komponenten erzielen. Diese Schätzungen basieren auf Trägerelementen 142 mit einer Länge von ca. 100 mm, was Bandnenngeschwindigkeiten von etwa 30 Meter pro Minute ermöglicht.
Wie in 6 weiter gezeigt, erfassen optische Sensoren 138, 133 nach Bedarf die Trägerelemente 142 und das blattförmige Produktmaterial auf der Vakuumwalze 130. Die Linearmotoren 150a, 150b verwenden in der Regel Codelineals für die Positionsrückmeldung.
Im Kontext eines breiter angelegten Prozesses werden gefüllte Trägerelemente 142 zu den Endbearbeitungsstationen geleitet, während leere Trägerelemente 142 in die Stapelschleife eingeführt werden. Es können relativ hohe Spaltdrücke notwendig sein, um bestimmte Produktarten wie beispielsweise Batterie- und Brennstoffzellen richtig auszubilden. Medizinische Produkte und Verpackungsanwendungen benötigen solche hohen Kräfte möglicherweise nicht. Die in den 7a und 7B gezeigte Implementierung ist dafür konstruiert, dass unter dem Spalt 147, wo die Gesamtkraft 2665N (600 Pfund) oder mehr betragen kann, eine gute mechanische Stütze bereitgestellt wird.
Wie in den 7A und 7B abgebildet ist, bewegen sich die Trägerelemente 142 in einer kontinuierlichen Bewegung von rechts nach links. Unter dem Spalt 147 werden die Trägerelemente 142 auf Rundlagern und Schienen getragen oder auf Exzenterrollen, die in einer spanend bearbeiteten Laufbahn laufen. Bei jeder dieser Optionen ist es den Trägerelementen 142 möglich, zwischen dem Förderer 146a und der linearen Lagerführung 154 zu wechseln. Diese Lager oder Exzenterrollen können so implementiert werden, dass sie von den Lagern des Linearmotors unabhängig sind, und daher kann ihre Größe so gewählt werden, dass sie der Laminierbelastung standhalten. Die Lager oder Exzenterrollen können sich mit den Trägerelementen 142 bewegen oder ortsfest und so angeordnet sein, dass sie eine "aktive" Bahn für die Trägerelemente 142 bilden.
Der Förderer 146a vor dem Schiene/Führung-Abschnitt oder Laminiertisch 145 treibt die gesamte Schlange Trägerelemente 142 mit der Bandnenngeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung an. Die vertikale Steuerung des Spalts 147 kann über den Vakuumwalzenabschnitt bereitgestellt werden. Die vertikale Steuerung ist notwendig, damit die steigende Höhe des Produktes oder der Packung auf den Trägerelementen 142 berücksichtigt wird. Die Oberseite der Trägerelemente 142 oder die Vakuumwalze 130 selbst kann mit einem nachgiebigen Material bedeckt sein.
Bei einer Konstruktion, die Linearmotoren 150a, 150b verwendet, tragen die linearen Lagerführungen 154 einzelne Lager, die sowohl die Spulen als auch die Greifer 156 tragen. Wenn die linearen Lagerführungen 154 stabil genug sind, dass sie die Laminierkraft aushalten, dann können die Exzenterrollen und die spanend bearbeiteten Laufbahnen weggelassen werden. In diesem Fall würden die Greifer 156 das Trägerelement 142 vollständig durch den Spalt 147 tragen, wodurch die Bewegungsbahn etwas länger wird.
8 stellt eine Ausführungsform einer DL-Vorrichtung 190 dar, bei der das blattförmige Produkt in einer Vorgehensweise der direkten Laminierung von einem abnehmbaren Bahn-Liner auf Trägerelemente 142 transferiert wird. Die in 8 gezeigte Direktlaminiervorrichtung 190 enthält einen Förderer 202, der von einer Anzahl Trägerelemente oder Wagen 142 umlaufen wird.
Bei dieser speziellen Ausführungsform werden die beabstandeten Trägerelemente 142 auf der Oberseite des Förderers 202 in einer gewünschten Richtung auf einem bogenförmigen Weg an einer Seite des Förderers 202 entlang und an einem unteren Abschnitt des Förderers 202 entlang befördert und kehren auf einem bogenförmigen Weg an der anderen Seite des Förderers 202 entlang zur Oberseite des Förderers 202 zurück. Die Trägerelemente 142 können auf eine bereits in Bezug auf eine VL-Vorgehensweise beschriebene Weise auf dem Förderer 202 einen kontinuierlichen Weg entlang bewegt werden. Es versteht sich auch, dass ein DL-Prozess alternativ dazu einen weiter oben beschriebenen, sich vor und zurück bewegenden Förderer einsetzen kann.
Wie in 8 abgebildet, wird zwischen einer Laminierwalze 212 und jedem Trägerelement 142 ein Spalt 214 gebildet, wenn sich die Trägerelemente 142 in die Nähe der Laminierwalze 212 bewegen. Bei dieser Ausführungsform wird eine Produktbahn 213 von einer Beschickungswalze 210 abgewickelt und zu einem Spalt 214 geleitet, der zwischen einer Laminierwalze 212 und jedem Trägerelement 142 gebildet wird, wenn sich die Trägerelemente 142 in die Nähe der Laminierwalze 212 bewegen. Es können sich eine oder mehrere Stützrollen 201 an dem Förderer 202 befinden, wodurch die relativ hohen Laminierkräfte berücksichtigt werden, die sich zwischen der Laminierwalze 212 und den Trägerelementen 142 entwickeln.
Wenn sich die Trägerelemente 142 in die Nähe der Laminierwalze 212 bewegen, um den Spalt 214 zu bilden, wird ein Blatt des blattförmigen Produktmaterials 216, wie z.B. ein Blatt einer elektrochemischen Zelleneinheit, von der Bahn auf das Trägerelement 142 transferiert. Dieses Trägerelement 142 wird auf dem Förderer entlang von der Laminierwalze 212 weg befördert, und das nächste Trägerelement 142 bewegt sich in die Nähe der Laminierwalze 212, um den Spalt 214 zu bilden. Ein Blatt des blattförmigen Produktmaterials 216 wird von der Bahn auf dieses Trägerelement 142 transferiert. Dieser Prozess wird mehrere Male wiederholt, damit ein Stapel aus blattförmigem Produktmaterial auf jedem der Trägerelemente 142 konstruiert wird, die unter der Laminierwalze 212 umlaufen. Die vertikale Steuerung des Spaltes 214 wird bereitgestellt, damit die steigende Höhe des Produktes oder der Packung auf den Trägerelementen 142 berücksichtigt wird.
Es ist wünschenswert, aber nicht notwendig, dass die Länge der am Förderer 202 befestigten oder auf andere Weise darauf beförderten Trägerelemente 142 größer ist als die eines Blattes des blattförmigen Produktmaterials/Stapels. Bei einer Ausführungsform beträgt die Länge eines Trägerelements 142 etwa 10,16 cm (4 Inch) (z.B. 4,09 Inch) und die Breite des Trägerelements 142 etwa 15,25 cm (6 Inch) (z.B. 5,91 Inch). Der Zwischenraum zwischen einzelnen Trägerelementen 142 ist etwa gleich der Länge eines Blattes des blattförmigen Produktmaterials/Stapels.
Gemäß einer Implementierung kann die Produktbahn 213 mit einer Geschwindigkeit von zwischen 0 und 10 Meter/Minute bewegt werden. Die Breite der Produktbahn kann etwa 20,35 cm (8 Inch) betragen. Bei dem blattförmigen Produktmaterial kann es sich um Blätter einer elektrochemischen Zelleneinheit mit einer Länge von bis zu etwa 43,20 cm (17 Inch) handeln.
Bei der in 8 abgebildeten Ausführungsform wird nur eine Laminierstation eingesetzt. An sich werden nur alternierende Blätter des blattförmigen Produktmaterials, die abnehmbar an der Bahn befestigt sind, auf die Trägerelemente 142 transferiert, wodurch jedes zweite Blatt des blattförmigen Produktmaterials an der Bahn befestigt bleibt. Diese nicht verwendeten Blätter des blattförmigen Produktmaterials können bei einem ersten Durchgang durch die DL-Vorrichtung 190 mit dem Liner aufgewickelt und bei einem zweiten Durchgang durchlaufen gelassen werden, um die restlichen Blätter des blattförmigen Produktmaterials zur 100%-igen Verwertung auf jeweilige Trägerelemente 142 zu transferieren.
Die Klebkraft der Oberseite der ersten Schicht des auf das Trägerelement 142 laminierten blattförmigen Produktmaterials und der nicht klebrigen Seite des Blattes blattförmigen Produktmaterials muss groß genug sein, damit das Blatt blattförmiges Produktmaterial sauber vom Freigabe-Liner der Bahn abgezogen werden kann. Die Klebkraft der Unterseite der ersten Schicht an der Oberseite des Trägerelements 142 muss groß genug sein, damit der Stapel während des restlichen Prozesses verankert ist, aber bei Bedarf ohne weiteres freigegeben wird. Im Fall der Konstruktion einer elektrochemischen Zelle kann es sich bei dieser ersten Schicht beispielsweise um eine Struktur klebriger Elektrolyt/Lithiumfolie/klebriger Elektrolyt handeln, und die Oberseite des Trägerelements 142 kann eine dünne Schicht aus einem inerten, abnehmbaren, dielektrischen Material aufweisen. In diesem Fall hat jede nachfolgende Schicht in der Regel die Struktur Kathode/Stromabnehmer/Kathode/Elektrolyt/Lithiumfolie/Elektrolyt.
Bei einer Ausführungsform beträgt die Klebkraft des blattförmigen Produktmaterials am Freigabe-Liner der Bahn in der Regel zwischen etwa 0,79 Gramm/cm (2 Gramm/Inch) und etwa 39, 35 Gramm/cm (100 Gramm/Inch). Die Klebkraft zwischen den Blättern des blattförmigen Produktmaterials beträgt in der Regel zwischen etwa 118 Gramm/cm (300 Gramm/Inch) und etwa 472,25 Gramm/cm (1200 Gramm/Inch).
Unterschiede zwischen einer ersten Schicht und nachfolgenden Schichten bei einem DL-Laminierprozess werden wahrscheinlich einen Walzenwechsel oder eine Klebung notwendig machen, wenn alle Trägerelemente 142 einen ersten Vordurchlauf durch den Spalt 214 absolviert haben. Nach der Vollendung des Produktstapels werden die Trägerelemente 142 entnommen. Dies kann manuell oder durch die Verwendung eines automatischen Entnahmeprozesses erleichtert werden. Das Ent nehmen eines Produktstapels von den Trägerelementen 142 kann beispielsweise durch die Verwendung eines ablösbaren Klebstoffs zwischen der Trägerelementoberfläche und der daran anliegenden Produktstapelschicht erzielt werden, wie z.B. einer dünnen Schicht aus einem bereits erwähnten inerten, ablösbaren, dielektrischen Material. Als weiteres Beispiel kann ein Vakuummechanismus, der zum Verankern des Produktstapels auf der Trägerelementoberfläche während des Stapelprozesses verwendet werden kann, so betrieben werden, dass er am Produktstapel einen Gegendruck erzeugt, wodurch das Entnehmen des Produktstapels vom Trägerelement erleichtert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Laminierwalze 212 mit Gummi umhüllt. Die Trägerelemente 142 sind im wesentlichen flach und starr. Da sich die gummiumhüllte Laminierwalze 212 im Spalt 214 verformt, bleibt der Produktstapel im wesentlichen flach und unbelastet, was im allgemeinen von Vorteil ist. Eine auf der Oberseite des Trägerelements 142 bereitgestellte Beschichtung kann so dünn sein, dass eine Wärmeübertragung von einer kurzgeschlossenen Zelle in das Trägerelement 142 stattfinden kann, was einen potentiellen Sicherheitsvorteil darstellt, wenn ein solcher Kurzschluss stattfindet. Da der Liner bei dieser Ausführungsform nicht um einen Abzugspunkt gebogen wird, könnte er eventuell wiederverwendet werden, was für eine Kostenersparnis sorgt. Weiterhin befindet sich das blattförmige Produktmaterial stets in formschlüssigem Kontakt mit entweder dem Bahn-Liner oder dem Trägerelement 142 oder mit beiden, und somit ist es unwahrscheinlich, dass sie sich verschieben oder sich die Lagegenauigkeit ändert. Außerdem wird gemäß dieser Ausführungsform keine Vakuumwalze benötigt, wodurch potentiell zusätzliche Kosten eingespart werden können.
Trägerelementsensoren und Produktsensoren werden vorzugsweise dafür verwendet, die Lagegenauigkeit des blattförmigen Produktmaterials auf den Trägerelementen 142 aufrechtzuerhalten und die Position der Laminierwalze 212 zur Berücksichtigung der steigenden Höhe des Stapels einzustellen. Diese Sensoren erleichtern die Feinabstimmung der Geschwindigkeit und Position des Kettenantriebs und somit der Trägerelemente 142 in Bezug zu dem auf der Bahn befestigten blattförmigen Produktmaterial. Statt des Förderers 202 mit Kettenantrieb kann ein Steuerriemen oder ein anderes Servosystem verwendet werden, und in einem weiterentwickelten Prozess brauchen die Trägerelemente 142 nicht unbedingt am Förderer 202 befestigt zu sein.
9 stellt eine DL-Vorrichtung 200 dar, die gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei Laminierstationen 204A und 204B aufweist (z.B. eine Produktbahn, zwei Laminierstationen). 9 zeigt einen DL-Prozess, der von links nach rechts läuft. Zwei Laminierstationen 204A und 204B werden bereitgestellt, die jeweils abwechselnde Blätter blattförmigen Produktmaterials 216 laminieren, die von einer Trägerbahn 213 auf einen Satz umlaufender Trägerelemente 142 transferiert worden sind. Insbesondere transferiert eine erste Laminierstation 204A jedes zweite Blatt blattförmigen Produktmaterials auf ihre jeweiligen Trägerelemente 142, während die zweite Laminierstation 204B die restlichen Blätter blattförmigen Produktmaterials auf ihre jeweiligen Trägerelemente 142 transferiert. Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform weist jede Laminierstation 204A, 204B einen Förderer 146b, 146c mit Kettenantrieb auf.
Eine Trägerbahn 213 mit blattförmigem Produktmaterial 216 wird von einer Beschickungswalze 210 abgewickelt. Die Trägerbahn 213 mit geschnittenem blattförmigem Produktmaterial 216 lässt sich durch die Verwendung einer rotierenden Umformvorrichtung und eines bereits erläuterten Verfahrens herstellen. Die Trägerbahn 213 läuft in einen Spalt 214, der nacheinander zwischen einer ersten Laminierwalze 212 und jedem Trägerelement 142 an der ersten Laminierstation 204A gebildet wird. Aufgrund des Zwischenraumes, der zwischen sich auf dem Förderer 146b der ersten Laminierstation 204A bewegenden Trägerelementen 142 bereitgestellt wird, werden alternierende Blätter blattförmigen Produktmaterials 216 von der Trägerbahn 213 auf Trägerelemente 142 transferiert, während die Bahn 213 von der Beschickungswalze 210 abgewickelt und während des DL-Prozesses auf eine Aufwickelwalze 222 gewickelt wird.
Ein zweiter Spalt 215 an der zweiten Laminierstation 204B wird zwischen einer zweiten Laminierwalze 220 und jedem der auf dem Förderer 146c umlaufenden Trägerelemente 142 gebildet. Die nach dem Durchlaufen der ersten Laminierstation 204A auf der Trägerbahn 213 verbleibenden Blätter blattförmigen Produktmaterials 216 werden von der Trägerbahn 213 auf Trägerelemente 142 der zweiten Laminierstation 204B transferiert. An sich werden bei einem kontinuierlichen DL-Prozess an jeder der beiden Laminierstationen Stapel blattförmigen Produktmaterials auf den Trägerelementen entwickelt. Es sei angemerkt, dass sich die abnehmbar an der Trägerbahn 213 befestigten Blätter blattförmigen Produktmaterials 216 mit oder ohne Zwischenraum zwischen nebeneinander liegenden Blättern blattförmigen Produktmaterials 216 auf der Trägerbahn 213 befinden können.
Es versteht sich, dass mehr als zwei Laminierstationen eingesetzt und Prozessparameter wie die Bahngeschwindigkeit, die Blattgröße des blattförmigen Produktmaterials und der Zwischenraum zwischen den Trägerelementen richtig eingestellt werden können, um die zusätzlichen Laminierstationen zu ermöglichen. Trägerelementsensoren und Produktsensoren werden vorzugsweise dafür verwendet, die Lagegenauigkeit des blattförmigen Produktmaterials auf den Trägerelementen 142 aufrechtzuerhalten. Diese Sensoren erleichtern unabhängig die Feinabstimmung der Geschwindigkeit und Position der Förderer 146b, 146c (z.B. Kettenantriebe). Statt eines Förderers 146b, 146c mit Kettenantrieb kann ein Steuerriemen oder ein anderes Servosystem verwendet werden.
10 stellt eine DL-Vorrichtung 205 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese Ausführungsform stellt eine Implementierung der DL-Vorrichtung mit doppelter Laminierstation und einem Förderer dar. Wie abgebildet weist die DL-Vorrichtung 205 eine Laminierstation 203 auf, die einen Förderer 221 aufweist. Eine Bahn 213 mit Blättern blattförmigen Produktmaterials 216' wird von einer Beschickungswalze 210 abgewickelt und läuft zwischen einer ersten Laminierwalze 212 und einer Reihe umlaufender Trägerelemente 142 durch. Alternierende Blätter blattförmigen Produktmaterials 216' werden an einem ersten Spalt 214 von der Bahn 213 auf die sich bewegenden Trägerelemente 142 transferiert. Die restlichen Blätter blattförmigen Produktmaterials 216' werden an einem zweiten Spalt 215, der zwischen einer zweiten Laminierwalze 220 und jedem der Trägerelemente 142 gebildet wird, auf die sich bewegenden Trägerelemente 142 transferiert. Der Freigabe-Liner wird dann auf eine Aufwickelwalze 222 gewickelt.
Gemäß einer DL-Implementierung, die die in 10 gezeigte Vorrichtung 205 einsetzt, handelt es sich bei der Trägerbahn 213 um einen Freigabe-Liner, der abnehmbare vorgeschnittene Blätter 216' für elektrochemische Zelleneinheiten trägt, die in einem Stapel alternierende Blätter mit den Strukturen Kathode/Stromabnehmer/Kathode und Separator/Anode/Separator enthalten. Alternativ dazu kann die Trägerbahn 213 vorgeschnittene Blätter 216' für elektrochemische Zelleneinheiten tragen, die in einem Stapel alternierende Blätter mit den Strukturen Separator/Anode/Separator und Kathode/Stromabnehmer/Kathode enthalten.
Gemäß einer Umsetzung kann die Produktbahn 213 mit einer Geschwindigkeit von zwischen 0 und 10 Meter/Minute bewegt werden. Die Breite der Produktbahn kann etwa 20,35 cm (8 Inch) betragen. Die Blätter der Zelleneinheit können eine Länge von bis zu etwa 43,20 cm (17 Inch) haben.
10 zeigt auch verschiedene zusätzliche Komponenten, die bei anderen Ausführungsformen, wie den in den bereits erläuterten 8 und 9 abgebildeten, verwendet werden können. Die DL-Vorrichtung 205 kann eine Bahnführung 223 aufweisen, die die Ausrichtung der Bahn unterstützt, wenn diese über eine Zugwalze 219 läuft. Ein Infrarotheizgerät 232 kann dazu verwendet werden, das blattförmige Produktmaterial 216' auf eine Solltemperatur zu erwärmen. Ausrichtungssensoren 234 wie optische Sensoren können eingesetzt werden, um die Position der Blätter blattförmigen Produktmaterials 216' auf der Trägerbahn 213 sowie die Geschwindigkeit und Position der Trägerelemente 142 und/oder des Kettenantriebs/Förderers 221 zu erfassen. Der Förderer 221 kann eine oder mehrere Antriebsrollen 211 mit Servosteuerung aufweisen, die die Einstellung der Geschwindigkeit des Förderers während des DL-Prozesses erleichtern. Wie bei anderen Ausführungsformen wird die vertikale Steuerung der Laminierwalzen 212, 220 bereitgestellt, damit die steigende Höhe des Produktes oder der Packung auf den Trägerelementen 142 berücksichtigt wird. Alternativ dazu kann die Zellenhöhe durch Einstellen der Höhe des Trägerelements berücksichtigt werden.
11 stellt noch eine weitere Ausführungsform einer DL-Vorrichtung 300 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dieser Ausführungsform durchlaufen mehrere Produktbahnen 306, 326 jeweils die mehreren Laminierspalte 214, 215, um Stapel aus blattförmigem Produktmaterial oder Verpackung auf einer Reihe von sich kontinuierlich bewegenden umlaufenden Trägerelementen 142 zu konstruieren. Wie gezeigt enthält die Produktbahn 306 blattförmiges Produktmaterial auf, das sich von dem unterscheidet, das abnehmbar an der Produktbahn 326 befestigt ist, wobei die beiden Produktbahnen 306, 326 natürlich auch die gleiche Art blattförmiges Produktmaterial tragen können. Wie weiterhin gezeigt ist, besitzt jede Produktbahn 306, 326 nur einen dazugehörigen Laminierspalt 214, 215, so dass jedes zweite Blatt blattförmigen Produktmaterials an jedem Spalt 214, 215 auf jeweilige Trägerelemente 142 transferiert wird. Es versteht sich, dass für jede Produktbahn 306, 326 zwei Laminierspalte bereitgestellt werden können, so dass alle Blätter blattförmigen Produktmaterials auf einer gegebenen Bahn während eines Durchlaufs auf jeweilige Trägerelemente transferiert werden. Es versteht sich weiterhin, dass für jede Produktbahn 306, 326 mehr als zwei Laminierspalte bereitgestellt werden können, so dass alle Blätter blattförmigen Produktmaterials auf einer gegebenen Bahn während eines Durchlaufs auf jeweilige Trägerelemente transferiert werden.
Ein Vorteil, der sich beim Implementieren einer DL-Methodik gemäß dieser Ausführungsform realisieren lässt, betrifft die Möglichkeit, die Laminierung jedes von den Bahnen 306, 326 getragenen Blattes blattförmigen Produktmaterials zu alternieren, und zwar unabhängig davon, welches Blatt blattförmigen Produktmaterials zuerst auf die Trägerelemente 142 transferiert wird. Die Produktbahn 306 kann beispielsweise abnehmbares blattförmiges Produktmaterial für elektrochemische Anoden tragen, das eine Struktur Separator/Lithiumfolie/Separator aufweist. Die Produktbahn 326 kann abnehmbares blattförmiges Produktmaterial für elektrochemische Kathoden tragen, das eine Struktur Kathode/Stromabnehmer/Kathode aufweist. Das blattförmige Anodenproduktmaterial kann beispielsweise zuerst auf die Trägerelemente 142 laminiert werden, gefolgt von dem blattförmigen Kathodenproduktmaterial, um einen Stapel aus abwechselndem blattförmigem Anoden/Kathodenproduktmaterial zu konstruieren.
Gemäß einer Umsetzung kann die Produktbahn 306 mit einer Geschwindigkeit von zwischen 0 und 10 Meter/Minute bewegt werden. Die Breite der Produktbahn kann etwa 20,35 cm (8 Inch) betragen. Die Blätter der Zelleneinheit können eine Länge von bis zu etwa 43,20 cm (17 Inch) haben. Die Beschickungswalzen 302 und 322 für die Produktbahn können jeweils einen Durchmesser von bis zu etwa 45,74 cm (18 Inch) besitzen.
In den 12A und 12B ist eine Stapel/Laminiervorrichtung 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Stapel/Laminiervorrichtung 500 dafür eingesetzt werden, mit einem hohen Präzisionsgrad Laminatstapel aus Materialien herzustellen. Zu den von der Stapel/Laminiervorrichtung 500 verarbeiteten Materialien können Materialschichten mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlicher Duktilität gehören.
Gemäß der in den 12A und 12B abgebildeten Ausführungsform muss sich ein Trägerelement während des Transfers des blattförmigen Produktmaterials von der Laminierwalze auf das Trägerelement nicht bewegen. Das Trägerelement kann gegebenenfalls an einem Förderer befestigt sein, aber bei dieser Ausführungsform braucht sich der Förderer während des Laminier- oder Stapelbauprozesses nicht zu bewegen. Eine Rolle wird über das Trägerelement bewegt und gleichzeitig zwischen den Positionen A und B gedreht, so dass ein Punkt auf der Oberfläche der Rolle bei jedem Durchgang an der gleichen Stelle das Trägerelement berührt. Die Walze kann das segmentierte blattförmige Produktmaterial auf ihrer Oberfläche in einer festen Position halten. Dies lässt sich durch Vakuum, Elektrostatik oder mit einem Klebstoff erreichen.
Die Stapel/Laminiervorrichtung 500 besitzt einen einstellbaren Mechanismus für das Steuern des Abstandes von der Oberfläche des Trägerelements zur Oberfläche der Laminierwalze. Bei steigender Stapelhöhe wird der Abstand vergrößert. Die Walze kann dem Trägerelement ein segmentiertes blattförmiges Produktmaterial oder ein von einem blattförmigen Liner getragenes segmentiertes blattförmiges Produktmaterial liefern. Die Vorrichtung 500 ist so konstruiert, dass sie zwei ungleiche Laminate oder Laminatverbundstoffe unter genauer Ausrichtung zu einem Stapel laminiert. Paletten mit jedem Laminat können zur Laminatübergabe vor der Laminierung an beiden Enden der Maschine angebracht werden.
Die Stapel/Laminiervorrichtung 500 verwendet gemäß einer Ausführungsform eine Vakuumwalze 502 zum Positionieren und Halten der Materialien. Das Positionieren der Materialien erzielt man durch Verwendung von Bezugsmarkierungen auf der Vakuumwalze 502. Wenn das Stück Material unter Verwendung der Walzenbezugsmarkierungen für dessen genaue Anordnung auf der Vakuumwalze 502 angeordnet worden ist, wird die Vakuumwalze 502 durch Drehen mit einem Griff 504 vorwärts bewegt. Während sich die Vakuumwalze 502 dreht, bewegt sie sich auf einem Mechanismus 506 für die Positionsanpassung vorwärts.
Aufgrund dieser Interaktion wird das von der Vakuumwalze 502 getragene Stück Material immer der gleichen Stelle auf dem Laminierträgerelement 508 präsentiert, an der die Laminierung erfolgt. Da das Stück Material- mit einer größeren Kraft an dem Laminierträgerelement 508 oder nachfolgenden Material schichten klebt als der Haltekraft der Vakuumwalze 502, wird das Stück Material von der Vakuumwalze 502 abgelöst und auf das Laminierträgerelement 508 transferiert. Dann wird gemäß einem weiteren Satz Bezugsmarkierungen auf der Vakuumwalze 502 die zweite Schicht des Materials auf der Vakuumwalze 502 angeordnet, wobei die Bezugsmarkierungen von den anzuwendenden Laminieranforderungen für einen gegebenen Prozess abhängig sind, und in umgekehrter Richtung auf den wachsenden Stapel Materialien laminiert. Während der Stapel wächst, wird mittels eines Griffs 513 eine Schraubenwinde 510 betätigt, um die Höhe des Laminatstapels für die Beibehaltung eines Freiraums und eines gleichmäßigen Laminierdruckes zu verringern.
Die Stapel/Laminiervorrichtung 500 weist laut weiterer Beschreibung eine Station 501 mit einer Stationslaminieröffnung 503 und einem verstellbaren Tisch 505 auf. Der verstellbare Tisch 505, der eine obere Oberfläche 507 besitzt, kann im Hinblick auf vertikale (z.B. Höhe), laterale und axiale Achsen (z.B. x-, y- und z-Achse) und zusätzlich im Hinblick auf Gieren verstellbar sein. Der verstellbare Tisch 505 kann sich in der Station 501 befinden und in diese integriert sein und unterhalb der Stationslaminieröffnung 503 der Station 501 liegen. Die Vorrichtung weist weiterhin ein an der oberen Oberfläche 507 des verstellbaren Tisches angebrachtes Trägerelement 508 auf. Das Trägerelement 508 kann sich in Abhängigkeit von einer Bewegung der oberen Oberfläche des verstellbaren Tisches bewegen. Eine Vakuumwalze 502 ist für eine Bewegung zwischen den Positionen A und B vorgesehen und weist eine Vorrichtung 506 für die Anpassung der Position des Trägerelements 508 an die Vakuumwalze 502 auf.
Eine erste Produktbeförderungsvorrichtung führt gemäß dieser Ausführungsform der Vakuumwalze 502 erste Blätter blattförmigen Produktmaterials, wie Kathodenschichtstrukturen, zu. Eine zweite Produktbeförderungs vorrichtung führt der Vakuumwalze 502 zweite Blätter blattförmigen Produktmaterials, wie Anodenschichtstrukturen, zu. Die erste und die zweite Produktbeförderungsvorrichtung wirken mit der Vakuumwalze 502 zusammen, um wiederholt und abwechselnd von entgegengesetzten Enden der Station 501 erste bzw. zweite Blätter auf das Trägerelement 508 zu transferieren und einen Stapel aus abwechselnden ersten und zweiten Blättern blattförmigen Produktmaterials auf dem Trägerelement 508 herzustellen.
Die Anpassung der Position des Trägerelements 508 an die Vakuumwalze 502 wird gemäß einer Vorgehensweise durch die Verwendung einer Zahnstangenvorrichtung 506 erzielt. Es versteht sich, dass andere Mechanismen für die Anpassung oder Einstellung der Position eingesetzt werden können, wie z.B. Wälzlager mit Führungsrollen, Einlegevorrichtungen oder andere Zahnrad/Riemenbaugruppen.
Die Bewegung der Vakuumwalze 502 und der oberen Oberfläche 507 des verstellbaren Tisches kann manuell bewirkt werden. Alternativ dazu lässt sich die Bewegung der Vakuumwalze 502 und der oberen Oberfläche 507 des verstellbaren Tisches auf voll- oder teilautomatische Weise bewirken, wie z.B. durch die Verwendung eines oder mehrerer steuerbarer Elektromotoren.
Bei einer Ausführungsform wird das gesamte Trägerelement 508 oder ein Abschnitt davon aus einem thermisch und elektrisch isolierenden Material gebildet. Das Trägerelement 508 kann mit Positionsanzeigern wie beispielsweise x-, y- und z-Positionsanzeigern und einem Gieranzeiger versehen sein. Die Produktbeförderungsvorrichtungen können eine oder mehrere Bahnen aus ein- oder mehrschichtigen Blättern mit Freigabe-Liner aufweisen. Die Produktbeförderungsvorrichtungen können eine oder mehrere Vorrichtungen für das manuelle Zuführen von Blättern aufweisen, die für die manuelle Zuführung von Blättern zu der umlenkbaren Laminieroberfläche 502 sorgen.
Es versteht sich, dass eine große Vielfalt an Materialien verschiedener Art, Größe und Form durch rotierende Umform- und/oder Stapelvorrichtungen und Methodiken gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden können. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können beispielsweise auf die Konstruktion von Laminatbrennstoffzellen angewandt werden.
Gemäß einer Ausführungsform lassen sich elektrochemische Bauelemente einschließlich Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen, Sensoren, Elektrolyseure, Chloralkali-Trennmembranen und dergleichen aus Membranelektrodenbaugruppen (MEA – Membrane Electrode Assembly) konstruieren. Solche MEAs enthalten mindestens einen Elektrodenabschnitt, der ein katalytisches Elektrodenmaterial wie Platin (Pt) im Kontakt mit einer ionenleitenden Membran enthält. Ionenleitende Membranen (ICM – Ion-Conductive Membrane) werden in elektrochemischen Zellen häufig als Feststoffelektrolyten verwendet.
Bei einer typischen Brennstoffzelle befindet sich eine ICM beispielsweise in Kontakt mit einer Kathode und einer Anode und transportiert Ionen, die an der Anode gebildet werden, zur Kathode, was in einem externen Schaltkreis, der die Elektroden verbindet, dazu führt, dass Strom fließt. Die wichtigste Komponente einer elektrochemischen Zelle wie einer Brennstoffzelle, eines Sensors, eines Elektrolyseurs oder elektrochemischen Reaktors ist eine 3-schichtige Membranelektrodenbaugruppe oder MEA. Die MEA enthält ganz allgemein zwei katalysierte Elektroden, zwischen die ein ionenleitender Elektrolyt, vorzugsweise ein Festpolymerelektrolyt, gelegt ist. Diese 3-schichtige MEA wird wiederum zwischen zwei poröse, elektrisch leitende Elemente gelegt, die als Elektrodenträgerschichten (EBL – Electrode Backing Layer) bezeichnet werden, so dass eine 5-schichtige MEA gebildet wird.
Die Vorrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung können beispielsweise dafür verwendet werden, eine Kathode und eine Anode miteinander ausgerichtet mit einer ICM zu verbinden und die 3-schichtige MEA in einem nachfolgenden Schritt mit EBLs auf der Kathodenseite bzw. der Anodenseite zu verbinden und so eine 5-schichtige MEA zu bilden. Alternativ dazu lassen sich vorgeformte Teilbaugruppen der 5-schichtigen MEA zur Bildung der fertigen MEA zusammensetzen. Eine Teilbaugruppe, die eine EBL aufweist, die mit einer Elektrodenschicht verbunden worden ist, kann beispielsweise mit einer Teilbaugruppe verbunden werden, die eine EBL aufweist, die mit einer zweiten Elektrode, die weiterhin eine ICM trägt, verbunden worden ist.
Es können andere Arten von Laminatstapeln gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Die 13–18 bilden mehrere verschiedene Arten Laminatstapel ab, die unter Verwendung einer Vorgehensweise des rotierenden Umformens und/oder VL/DL-Stapelns der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können.
13 stellt einen Laminatstapel aus mehrfarbigen Materialblättern dar. Mehrere Schichten aus farbigen oder bedruckten Blättern können zusammenlaminiert und zu einer gewünschten Größe geschnitten und dann gestapelt werden. Es können beispielsweise fünf verschiedene Produktbahnen, von denen jede eine andere Farbe hat und auf der Rückseite einen Abschnitt mit Klebstoff aufweist, zusammenlaminiert und zu einer gewünschten Größe geschnitten werden. Dieser Stapel kann auf einem Trägerelement angeordnet werden, der umläuft, bis – mehrere Laminierungen aufeinander gestapelt worden sind, an welchem Punkt jedes Trägerelement aus der umlaufenden Schleife entnommen und durch ein leeres Trägerelement ersetzt wird.
14 zeigt mehrere Schichten aus einem einfarbigen Blatt Papier oder Folie mit einem Abschnitt mit Klebstoff auf der Rückseite, die zusammenlaminiert und an einer ersten Schneidstation (z.B. Rotationsstanzstation) zu einer gewünschten Form geschnitten werden. Der geschnittene Stapel wird auf einem Trägerelement angeordnet. In einer zweiten Bahnstrecke werden mehrere Schichten mit einer zweiten Farbe und einem Abschnitt mit Klebstoff auf der Rückseite zusammenlaminiert und an einer zweiten Schneidstation zu einer gewünschten Form geschnitten. Dieser geschnittene Stapel wird auf ein Trägerelement mit einem Stapel angeordnet, der an der ersten Schneidstation geschnitten wurde.
Dieser Prozess kann beispielsweise für insgesamt fünf diskrete Bahnstrecken fortgesetzt werden. Die Trägerelemente bewegen sich abhängig von der Reihenfolge, in der die Stapel herzustellen sind, von einer Bahnstrecke zur nächsten. Ist ein Pad fertiggestellt, wird jedes Trägerelement aus der Stapelvorrichtung bewegt und durch ein leeres Trägerelement ersetzt. Das fertiggestellte Trägerelement wird zu einem Entnahmeabschnitt befördert.
15 stellt einen Produktstapel oder ein Pad dar, der/das dem in 14 gezeigten ähnelt. Der in 15 abgebildete Produktstapel ist oval, während der in 14 gezeigte Produktstapel quadratisch oder viereckig ist. Es versteht sich, dass die Form des in den 14 und 15 gezeigten Produktstapels je nach Bedarf oder Wunsch variieren kann.
16 stellt einen weiteren Produktstapel oder ein weiteres Pad dar, der/das dem in 14 und 15 gezeigten ähnelt, nur dass sich die Formen verschiedener Schichten ändern, wobei sich natürlich die Farbe der Blätter (z.B. Papier oder Folie) gegebenenfalls ändern kann. In 17 ist ein Produktstapel abgebildet, der dem in 14 und 15 gezeigten ähnelt, nur dass jedes Blatt eine andere Form aufweist und immer nur ein Blatt auf das Trägerelement aufgelegt wird. Es kann auch eine Vielzahl von Formen geben, bei denen mehr als fünf diskrete Schneidstationen nötig sein können.
18 zeigt einen Packen medizinisches Verbandmaterial, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gestapelt ist. Eine untere Bahn dient als unteres Blatt einer sterilen Packung und ebenso als Liner für das Produkt. Ein strukturierter Klebstoff wird auf der Nicht-Liner-Seite auf die Packungsbahn aufgetragen. Das medizinische Verbandmaterial wird nach diesem Prozess umgeformt, und jeder Verband wird geschnitten und auf der Liner/Verpackungsbahn angeordnet. Diese Verpackungsbahn wird geschnitten und auf ein rücklaufendes Trägerelement gelegt, und ein weiterer Verband wird geschnitten und oben auf dem Stapel angeordnet. Dies kann beispielsweise zwischen 10- und 50-mal wiederholt werden.
Wenn alle Verbände auf dem Trägerelement angeordnet worden sind, wird eine obere Verpackungsbahn oben auf den Stapel gelegt, die als obere Folie des oben auf dem Stapel liegenden Verbandes dient. Zur Verwendung des Produktes wird die obere Bahn entfernt, wodurch der Verband freigelegt wird. Wird der Verband entfernt, wird aus der unteren Verpackungsbahn/dem Produkt-Liner für den vorhergehenden Verband nun die obere Verpackungsbahn für das nächste Produkt.

Claims

Produktstapelvorrichtung, die folgendes aufweist: eine oder mehrere Stationen mit jeweils einem Förderer (202; 146a; 146b-c; 221), mit dem beabstandete Trägerelemente (142) zur Bewegung mit diesem gekoppelt sind; und eine Produktbeförderungsvorrichtung, die eine oder mehrere bewegbare Bahnen (135; 213; 306, 326) antreibt, die jeweils einen Freigabe-Liner (21; 51) aufweisen, an denen segmentiertes blattförmiges Produktmaterial (216) entfernbar befestigt sind, wobei die Produktbeförderungsvorrichtung eine oder mehrere umlenkbare Laminier-Grenzflächen (130; 212; 220) aufweist, die jeder der Stationen zugeordnet sind, um blattförmiges Produktmaterial (216) von den Bahnen (135; 213; 306, 326) zu den Trägerelementen über einen Spalt (147; 214, 215), der jeweils zwischen der einen oder den mehreren umlenkbaren Laminier-Grenzflächen (130; 212; 220) und den jeweiligen Trägerelementen (142) ausgebildet ist, zu transferieren, und zwar wiederholt zur Erzeugung eines Stapels aus dem blattförmigen Produktmaterial (216) auf dem jeweiligen Trägerelement (142).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Produktbeförderungsvorrichtung einen mit jeder umlenkbaren Laminier-Grenzfläche (130; 212; 220) gekoppelten Positionseinstellmechanismus und einen Sensor aufweist, der eine Änderung in der Höhe des an den Trägerelementen (142) entwickelten Stapels blattförmigen Produktmaterials (216) erfasst, wobei der Positionseinstellmechanismus die Position jeder umlenkbaren Laminier-Grenzfläche (130; 212; 220) in Reaktion auf den eine Änderung in der Höhe des Stapels blattförmigen Produktmaterials (216) erfassenden Sensors einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trägerelemente (142) mit dem einen oder den mehreren Förderern (202; 146b-c; 221) für eine darauf in einer kontinuierlichen Schleife erfolgende Weiterbeförderung gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trägerelemente (142) mit dem einen oder den mehreren Förderern (146a) für eine darauf in einer Vor- und Zurückbewegung erfolgende Weiterbeförderung gekoppelt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin ein Steuerungssystem mit Sensoren aufweist, die einen Trägerelementbewegungsparameter erfassen, wobei das Steuerungssystem die Fördererbewegung und/oder die Bahnbewegung einstellt, um eine gewünschte Lagegenauigkeit des blattförmigen Produktmaterials (216) an den Trägerelementen (142) in Reaktion auf den erfassten Trägerelementbewegungsparameter aufrechtzuerhalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiterhin ein Steuerungssystem mit Sensoren aufweist, die einen Bahnbewegungsparameter erfassen, wobei das Steuerungssystem die Fördererbewegung und/oder die Bahnbewegung einstellt, um eine gewünschte Lagegenauigkeit des blattförmigen Produktmaterials (216) an den Trägerelementen (142) in Reaktion auf den erfassten Bahnbewegungsparameter aufrechtzuerhalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes Blatt des blattförmigen Produktmaterials (216) eine vollständige elektrochemische Zelle oder einen Abschnitt davon definiert, wozu auch Zellen zählen, wie sie in Festkörper-Dünnfilm-Batterien und Brennstoffzellen Verwendung finden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes Blatt des blattförmigen Produktmaterials (216) ein Schichten aus Folien- oder Blattmaterial aufweisendes vollständiges Pad oder einen Abschnitt davon definiert, wobei ein Teil einer jeden der Schichten mit einem Klebstoff versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes Blatt des blattförmigen Produktmaterials (216) einen Schichten medizinischen Verbandmaterials aufweisenden vollständigen Packen oder einen Abschnitt davon definiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die weiterhin eine Entnahmestation zur Entnahme der Stapel blattförmigen Produktmaterials (216) von den Trägerelementen (142) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine umlenkbare Laminiergrenzschicht der Produktbeförderungsvorrichtung eine Vakuumrolle (130) aufweist.
Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die eine oder die mehreren Stationen folgendes aufweisen: eine erste Station (204A) mit einem ersten Förderer (146b), mit dem beabstandete erste Trägerelemente (142) zur Bewegung mit diesem gekoppelt sind; und eine zweite Station (204B) mit einem zweiten Förderer (146c), auf dem beabstandete zweite Trägerelemente (142) zur Bewegung mit diesem gekoppelt sind; und wobei die Produktbeförderungsvorrichtung abwechselnde Blätter blattförmigen Produktmaterials (216) zu den jeweiligen ersten und zweiten Trägerelementen (142) der ersten und der zweiten Station (204A; 204B) transferiert, und zwar wiederholt, um einen Stapel blattförmigen Produktmaterials (216) an den jeweiligen ersten und zweiten Andruckplatten (142) zu erzeugen.
Vorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Produktbeförderungsvorrichtung folgendes aufweist: eine erste Produktbeförderungsvorrichtung, die eine bewegbare erste Bahn (306) antreibt, an der segmentierte erste Blätter blattförmigen Produktmaterials (216) entfernbar befestigt sind, wobei die erste Produktbeförderungsvorrichtung erste Blätter blattförmigen Produktmaterials (216) zu jedem der Trägerelemente (142) transferiert; und eine zweite Produktbeförderungsvorrichtung, die eine bewegbare zweite Bahn (326) antreibt, an der segmentierte zweite Blätter blattförmigen Produktmaterials (216) entfernbar befestigt sind, wobei die zweite Produktbeförderungsvorrichtung zweite Blätter blattförmigen Produktmaterials (216) zu jedemr der Trägerelemente (142) transferiert, wobei die erste und die zweite Produktbeförderungsvorrichtung jeweilige erste und zweite Blätter (216) zu jedem der Trägerelemente (142) transferiert, und zwar wiederholt zur Erzeugung eines Stapels aus alternierenden ersten und zweiten Blättern blattförmigen Produktmaterials (216) an jedem der Trägerelemente (142).