EP4408778A1 - Förderanlage zum befördern von durch segmente gebildeten zellstapeln für die energiezellen produzierende industrie, entsprechendes zellstapelherstellsystem, und verfahren zur bereitstellung von solchen zellstapeln - Google Patents

Förderanlage zum befördern von durch segmente gebildeten zellstapeln für die energiezellen produzierende industrie, entsprechendes zellstapelherstellsystem, und verfahren zur bereitstellung von solchen zellstapeln

Info

Publication number
EP4408778A1
EP4408778A1 EP22793752.1A EP22793752A EP4408778A1 EP 4408778 A1 EP4408778 A1 EP 4408778A1 EP 22793752 A EP22793752 A EP 22793752A EP 4408778 A1 EP4408778 A1 EP 4408778A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cell
area
segments
transport
cell stack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22793752.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick Gögel
Jan Kreysern
Marcus Wagner
Michael Kleine Wächter
Karsten Meinke
Nils Hofmann
Manfred Folger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Koerber Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koerber Technologies GmbH filed Critical Koerber Technologies GmbH
Publication of EP4408778A1 publication Critical patent/EP4408778A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H31/00—Pile receivers
    • B65H31/30—Arrangements for removing completed piles
    • B65H31/3054—Arrangements for removing completed piles by moving the surface supporting the lowermost article of the pile, e.g. by using belts or rollers
    • B65H31/3063—Arrangements for removing completed piles by moving the surface supporting the lowermost article of the pile, e.g. by using belts or rollers by special supports like carriages, containers, trays, compartments, plates or bars, e.g. moved in a closed loop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H31/00—Pile receivers
    • B65H31/24—Pile receivers multiple or compartmented, e.d. for alternate, programmed, or selective filling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/42—Piling, depiling, handling piles
    • B65H2301/422—Handling piles, sets or stacks of articles
    • B65H2301/4225—Handling piles, sets or stacks of articles in or on special supports
    • B65H2301/42252—Vehicles, e.g. carriage, truck
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/72—Fuel cell manufacture

Definitions

  • the present invention relates to a conveyor system having the features of the preamble of claim 1, a cell stack manufacturing system having the features of the preamble of claim 12 and a method having the features of the preamble of claim 14.
  • Energy cells or energy storage according to the invention are used in motor vehicles, other land vehicles, ships, airplanes or in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, where very large amounts of energy have to be stored over longer periods of time.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each alternating anode sheets and cathode sheets separated by separator sheets also made as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of each other to form the stacks in the predetermined order and connected to one another by lamination.
  • the anode sheets and cathode sheets are first cut from a continuous web and then individually placed at intervals on a continuous web of a separator material.
  • This subsequently formed "double-layered" endless web made of the separator material with the applied anode sheets or cathode sheets is then cut back into segments with a cutting device in a second step, the segments in this case being double-layered are formed by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet placed thereon.
  • the endless webs of the separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on top of one another can also be placed on top of one another before cutting, so that an endless web with a first endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets placed on it and a second endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets in turn laid thereon.
  • This “four-layer” continuous web is then cut into segments by means of a cutting device, which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet lying thereon.
  • the advantage of this solution is that one cut can be saved. Segments within the meaning of this invention are accordingly single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer or also four-layer segments of the structure described above.
  • a device for producing an electrode stack is also known from WO 2019/048589 A1.
  • a transport system with carriages is provided for this purpose, on which electrode and separator layers can be stacked.
  • a device for producing a battery cell is also known from US 2002/0007552 A1. After the production of a battery cell, it is transferred to a conveyor belt using the so-called “pick and place” principle.
  • Battery cells for example for electromobility, are now manufactured on production systems with an output of 100 to 240 mono cells per minute. These work in sub-areas or continuously with clocked discontinuous movements, such as back and forth movements, and are therefore limited in terms of production output. Most of the known machines work in the single sheet stacking process (e.g. “pick and place”) with the disadvantage of slower processing. The laminating of cell formations is not possible here.
  • Another well-known approach is a machine with continuously running webs of material and clocked tools, such as separating knives, tools for changing the pitch.
  • the segments are laid one on top of the other in a first step to form the so-called monocells, consisting of a first separator sheet, an anode sheet arranged thereon, a second separator sheet arranged thereon and a cathode sheet arranged thereon.
  • the separator sheets can first be guided as two endless webs, with the already cut segments in the form of the anode sheets being placed on one of the endless webs and the already cut segments in the form of the cathode sheets being placed on the other endless web and connected to one another by a lamination process.
  • the composite webs prefabricated in this way are then connected to one another in a further lamination process to form a four-layer composite web.
  • the first cut electrode in the form of the cathode or anode between the separator sheets in the form of the endless webs and to place the second cut electrode in the form of the anode or cathode on or under one of the separator sheets.
  • the four-layer web is then laminated in a joint lamination process, so that the monocell is produced in a fixed formation while the endless webs are still in existence, i.e. before cutting. Irrespective of whether the mono-cells are produced using an em- or two-stage lamination process, the mono-cells are then cut from the composite web by cutting through the spaces between the successive anode sheets or cathode sheets.
  • the continuous webs made of the separator material with the anode sheets and cathode sheets arranged thereon can also be cut first, with the monocells then being produced by a downstream composite process of a first cut separator sheet with an anode and a second cut separator sheet with a cathode.
  • the segments are then stacked into a stack of a plurality of segments. If the segments are monocells or separator sheets with anode or cathode sheets arranged on them, there is a cathode or anode on a free side surface of the stack, which is then covered by the arrangement of a so-called cover cell.
  • the termination cell comprises a first separator sheet, an anode or cathode sheet disposed thereon, and a second separator sheet disposed thereon, but on which no cathode or anode sheet is disposed.
  • the termination cell can also be viewed as a mono cell without a cathode or anode sheet.
  • the finished stack of the multiplicity of mono cells and the final cell is then characterized in that it has a separator sheet on its top and bottom and the anode sheets and cathode sheets are each covered by separator sheets on the top and bottom and among themselves not in contact.
  • separator sheets there can be delays in forming cell stacks for a variety of reasons.
  • no solutions are known from the prior art as to how these time delays can be dealt with without adversely affecting the production output.
  • the invention is based on the object of providing an improved conveyor system that enables cell stacks to be provided more reliably, as well as a correspondingly improved cell stack production system and a corresponding method.
  • a conveyor system for transporting cell stacks formed by segments for the industry producing energy cells comprising several individually movable transport vehicles, each of which is set up to transport a cell stack, with a pick-up area being provided with at least two transfer stations, where the cell stacks are made available for collection by the transport vehicles or where the segments are stacked on the transport vehicles to form cell stacks, each transfer station comprising its own cell stacking device which is set up to bring the segments together to form cell stacks with a predefined cell stack height; a delivery area spatially spaced apart from the pick-up area is provided, in which the cell stack picked up in the pick-up area is removed from the transport vehicle is taken; and a control device is provided which is set up to individually control and/or regulate the movement speed and/or the movement route of the transport vehicles loaded with the cell stacks between the collection area and the delivery area.
  • the individual control or regulation of the movement, ie the movement speed and/or the movement route, of the transport vehicles means that the arrival time of each individual transport vehicle in the delivery area can be influenced.
  • the arrival time in the delivery area can be delayed; increasing movement speed can induce an earlier arrival time.
  • the arrival time can be delayed by lengthening the movement route; with a shortening of the movement route, an earlier arrival time can be achieved.
  • the chronological sequence of the transport vehicles arriving in the delivery area can thus be set in such a way that it is ideally matched to the subsequent process. Furthermore, unforeseeable impairments of the production process can also be compensated for in this way, so that overall the system reliability in cell stack production is increased.
  • the control unit provided for controlling or regulating the movement can be a central control unit, for example.
  • it can also be a decentralized control unit whose components are assigned to the individual transport vehicles, for example.
  • the control unit can be a combination of centrally and decentrally arranged components.
  • the acceleration of the transport vehicles can be selected in such a way that the cell stack remains in the desired shape, ie the individual layers of segments do not slip against one another.
  • the maximum speed in curves can also be limited.
  • a data set with values for maximum accelerations, for the position-dependent maximum speed and/or for other limit values with regard to the movement of the transport vehicles is preferably stored on the control unit.
  • the proposed conveyor system thus also enables the cell stacks to be transported in a product-friendly manner. Furthermore, the unloaded transport vehicles can then be returned without complying with these maximum values.
  • the segments stacked by the cell stackers are monocells.
  • the transfer stations are preferably set up in such a way that the transport vehicles for transferring the cell stack or the segments can be positioned below the cell stack to be transferred. In this way, the finished cell stacks or—if the cell stacks are formed on the transport vehicle—the segments can be deposited on a storage area of the transport vehicle with the aid of gravity. At least two transfer stations are provided, with the number of transfer stations required being essentially determined by the desired production speed. It has been shown that a suitable production speed can be achieved with exactly four transfer stations, for example.
  • the conveyor system for removing the cell stack in the pick-up area can preferably include an unloading device which is set up to remove the cell stack from the transport vehicle and transfer it to a downstream system or a storage facility.
  • compensation is to be understood as meaning that any gaps that arise as a result of late completion of the cell stack in the pick-up area are reduced as far as possible; this does not necessarily mean that the gaps are completely closed.
  • the cell stack is complete when it has reached the predefined cell stack height. Completion can either take place before handover to the transport vehicle or on the transport vehicle itself.
  • control device is set up to control and/or regulate the movement speed and/or the movement route in such a way that the transport vehicles loaded with the cell stacks are made available in the delivery area in a predetermined production cycle.
  • control unit can preferably also change the frequency of the arriving transport vehicles for a predefined period of time.
  • control device is set up to control and/or regulate the transport vehicles in such a way that they are transported in the delivery area at a constant speed or are moved in a defined delivery cycle, preferably also at an equidistant distance from one another.
  • the downstream process steps for example the removal of the cell stacks in the delivery area, can be carried out with constant timing.
  • the complexity and control effort of the downstream systems can be reduced.
  • a waiting area be provided in which at least a subset of the transport vehicles is positioned in the unloaded state.
  • an unloaded or empty transport vehicle is to be understood as meaning a transport vehicle that is not loaded with a cell stack or segment.
  • the transport vehicles positioned in the waiting area can ensure that a transport vehicle can always be made available for picking up the cell stacks in the pick-up area. In this way, the occurrence of delays due to an unavailable transport vehicle can be avoided.
  • the control device is preferably set up to move the transport vehicles individually from the waiting area to the pick-up area as soon as a segment or a cell stack is ready at one of the transfer stations or a readiness has been announced.
  • a delay-free availability as possible Position of a transport vehicle are made.
  • the loss of time between completion of the cell stack by the cell stacking device can thus be reduced to a minimum and efficiency can thus be increased.
  • the conveyor system includes at least one predefined transport route, via which the transport vehicles can be moved between the pick-up area and the drop-off area.
  • the control or regulation can be simplified because the distance between the predefined routes is known and is preferably stored in a data memory of the control unit.
  • the at least one transport route is defined by a rail system on which the transport vehicles can be moved.
  • the rail system enables the transport vehicles to be moved along the rail system, so that there is no need to control the movement of the transport vehicles.
  • the rail system offers the advantage that the transport vehicles can be moved very precisely individually; positioning down to a few tenths of a millimeter is possible.
  • the rail system can also have branches that can be reached via controllable switches.
  • the at least one transport route can be defined, for example, by a movement area on which the transport vehicles can be moved.
  • the movement area is preferably part of a planar drive system, by means of which the transport vehicles can basically move in any direction on the movement area are movable; this is done by means of magnetic force, for example by a linear motor, so that the transport vehicles hover over the movement area.
  • the distance between the transport vehicle and the level can also be adjusted within a few millimeters.
  • this planar drive system is also part of the conveyor system. In principle, greater flexibility with regard to the possible movement routes can be achieved by using the movement area.
  • the planar drive system can be formed, for example, by standardized components, for example in the form of tiles, which contain the appropriate magnetic technology and are connected to the control device.
  • the transport vehicles can be equipped with a steering device that can be controlled by the control device and/or with their own drive unit, for example in the form of an electric motor.
  • the rail system is combined with a movement area.
  • a combination with completely different transport concepts for example in the form of conveyor belts, is also possible.
  • the rail system can be combined with a conveyor belt system.
  • the at least one transport route comprises at least one bypass route via which each of the transfer stations can be reached by the transport vehicle independently of whether another transfer station is occupied by another transport vehicle and/or can be left in the direction of the delivery area.
  • a processing unit for processing the cell stacks is provided between the pick-up area and the drop-off area or within the drop-off area, with the cell stacks being fed to the processing device by the transport vehicle.
  • the processing unit is preferably set up to add further layers of material. It can thus be achieved, for example, that the cell stack begins and ends with the same layer type sequence, for example by a separator at the outer end followed by an anode on the inside of the separator.
  • the processing unit can be arranged in the compensation area, for example.
  • the control device is then preferably set up to compensate for any delays that may arise when processing the cell stack.
  • the processing unit can also be arranged in the delivery area. This is advantageous because the compensation has already taken place there, so that the processing unit can also work in the production cycle set by the control device.
  • a cell stack manufacturing system for manufacturing cell stacks formed by segments for the energy cell manufacturing industry. wherein it comprises a conveyor system according to one of claims 1 to 11 and a feed system, wherein a feed device is provided as part of the feed system, which feeds the segments so that they can be stacked by the cell stacking devices of the conveyor system to form the cell stacks.
  • the segments of the conveyor system are fed by the feed device, which can be done, for example, with the interposition of further components, for example transfer and/or deflection rollers.
  • the feed system includes at least one reject device, with which faulty segments can be removed from the production process.
  • the reject device preferably includes a test device that is set up to detect defective segments and an ejection drum, by means of which the defective segments can be discharged into a reject reservoir.
  • the at least one reject device can ensure that only perfect segments are used to form the cell stack. Since the segments are distributed over several, for example four, transfer stations, each with a cell stack device, the sorting out of individual segments by the reject device on the cell stack where the segment is missing delays the completion of the cell stack.
  • the predefined cell stack height is not reached until later on the respective cell stacking device, which means that the cell stack can be delivered to the transport vehicle at irregular intervals or the cell stack can be delivered late to the transport vehicle in the pick-up area.
  • the ability of the control unit to control or regulate the transport vehicles individually makes it possible to compensate for this irregularity, so that the cell stacks can be provided in the delivery area in a predetermined production cycle.
  • the product quality can thus be increased without negatively affecting the production cycle.
  • a method for providing cell stacks formed by segments for the energy cell-producing industry comprises the following method steps: a) providing cell stacks with a predefined cell stack height at a plurality of transfer stations in a pick-up area, with segments at each of the transfer stations merged into cell stacks with predefined cell stack height; and b) transporting the cell stacks from the pick-up area to a delivery area spatially spaced apart from the pick-up area by means of a plurality of transport vehicles, each of which is set up to transport one cell stack, the movement speed and/or the movement route of the transport vehicles loaded with the cell stacks between the pick-up area and the delivery area is controlled and/or regulated individually.
  • the cell stacks can be made available for the transport vehicles or the cell stacks can be completed on the transport vehicles at irregular intervals. By controlling or regulating the speed of movement and/or the route of movement, the cell stacks can nevertheless be provided in a regular target cycle in the delivery area. It has proven to be advantageous to carry out the method by means of a conveyor system according to one of Claims 1 to 11 or by means of a cell stack production system according to one of Claims 12 or 13.
  • a cell stack production system comprising a feed system and a conveyor system
  • 5 shows a method for providing cell stacks formed by segments.
  • FIG. 1 shows a cell stack production system 200 including a feed system 100 and a conveyor system 1 .
  • the feed system 100 comprises a feed device 102, an upstream cutting device 104 and a cell stacking device 107 which is arranged between the feed device 102 and a pick-up area 3 of the conveyor system 1 and which is also part of the conveyor would be 1 is assigned.
  • the feed system 100 is supplied with a continuous web (not shown) made of two continuous webs of a separator material with anode sheets arranged in between and spaced apart in the longitudinal direction of the continuous web and cathode sheets lying on one side of one of the continuous webs of separator material and also spaced apart in the longitudinal direction of the continuous web.
  • the continuous web can also be formed from just one continuous web of a separator material with or without adjacent electrode sheets. If the continuous web has electrode sheets spaced apart, the cut in the cutting device 104 is made through the separation points between the electrode sheets.
  • the cutting device 104 is formed here by a pair of drums consisting of a cutting drum with cutting knives and a counter-drum with counter-knives and cuts the endless web guided onto the cutting drum or the counter-drum by shearing the cutting knives on the counter-knives into segments 116 of a predetermined length, which are defined by the distances between the Cutting knife or the counter-knife is defined, depending on whether the endless web is guided onto the cutting drum or the counter-drum.
  • the cut segments 116 are fed to the feed device 102 .
  • the feed device 102 comprises a transport drum on which the segments 116 are held, for example by vacuum, until they are finally transferred to a first transfer drum 105 .
  • the segments 116 cut from it correspond to the monocells described at the outset. Furthermore, two testing devices 118 and 119 are provided, which are set up to detect defective segments 116. The defective segments 116 are then discharged between the cutting device 104 and the feed device 102 via an ejection drum 124 into a scrap reservoir 125 . The test devices 118 and 119 together with the ejection drum 124 and the reject reservoir 125 form a reject device.
  • the feed system 100 can also include other components or assemblies that are not shown in FIG. These include, for example, devices for aligning intermediate products, for example a device for web edge control after the laminating of the monocells, which is arranged after the testing device 118 .
  • the cell stacking device 107 comprises four removal devices 111 in the form of removal plungers driven to rotate. Two of the removal devices 111 are assigned to the first transfer drum 105 and remove segments 116 from the first transfer drum 105 during their revolving movement and then transfer them to a magazine drum 110, which will be explained in more detail below take over from the first transfer drum 105 in a predetermined sequence. In the present exemplary embodiment, four removal devices 111 are provided, so that each of the removal devices 111 takes over the segments 116 in a fixed sequence in a four-person rhythm from the first transfer drum 105 or a second transfer drum 121 . In this way, the removal Devices 111 together cover two segments 116 of the circumference of the first transfer drum 105 during one revolution.
  • the rotary movements of the removal devices 111 are coordinated with the rotary movement of the first transfer drum 105 in such a way that, when the first transfer drum 105 is full, they cover half of the total on the first transfer drum 105 held segments 116 take over.
  • the segments 116 remaining on the first transfer drum 105 are then taken over by a deflection drum 123 and transferred to the second transfer drum 121 .
  • the orientation of the segments 116 in relation to their surfaces is reversed twice when they are accepted from the tail drum 123 and transferred from the tail drum 123 to the second transfer drum 121, so that the segments 116 are then in an identical orientation on the second transfer drum 121 are arranged as on the first transfer drum 105.
  • Two removal devices 111 in the form of rotating removal stamps are also provided on the second transfer drum 121, which take over the remaining half of the segments 116 from the second transfer drum 121 and feed them to a magazine drum 110 according to the same principle.
  • a first subset of the segments 116 is thus removed from the first transfer drum 105 by the first two removal devices 111, while the second subset of segments 116 remaining on the first transfer drum 105 is transferred from the deflection drum 123 to the second transfer drum 121 with two reversals and from there be removed by the last two removal devices 111.
  • the segments 116 are thus fed in by the feeding device 102 in a continuous stream and are nsubsequent transfer to a parallel stacking in the cell stacking device 107 discharged.
  • the segments 116 are delivered by the four removal devices 111 into four magazine drums 110 of the cell stacking device 107 arranged in parallel, in which the segments 116 are placed on top of one another to form four stacks and are delivered further to the conveyor system 1 .
  • the magazine drum 110 has four magazines 113 which are arranged on its outer circumference and are open to the outside; the magazine drums 110 are each part of a cell stacking device 108; see figure 2.
  • Figure 1 also shows four transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d, each comprising a magazine drum 110 of the cell stacking device 108; see also Figure 2. Further essential components of the conveyor system 1 are also shown schematically in Figure 1.
  • the transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d deliver the cell stacks 115 in the pick-up area 3 to transport vehicles 2 (cf. Figures 3 and 4), whose movement speed and/or movement route in a compensation area 11 is individually controlled and/or regulated by a control device 6 can be, so that any gaps between the transport vehicles 2 can be compensated.
  • the cell stacks 115 transported by the transport vehicles 2 can then be unloaded again in a delivery area 4 .
  • a detailed explanation of the conveyor system 1 is given below with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the segments 116 sorted out by means of the reject drum 124 are not removed from the two transfer drums 105 and 121 by the removal devices 111, so that the sorted out segments 116 make no contribution to the formation of the cell stack 115. Consequently, the cell stacks 115 cannot always be formed homogeneously or without gaps. In other words, the four cell stacks 115 located in the cell stacking device 107 at the same time do not necessarily reach a predefined number of segments 116 at the same time in practice, which is required to form a complete cell stack 115 .
  • the cell stacking device 107 accordingly comprises four cell stacking devices 108 in this exemplary embodiment, the core components of which each form the removal device 111, the magazine drum 110 and a delivery device 112, one of the cell stacking devices 108 being shown enlarged in FIG. In principle, however, depending on the desired production speed, cell stacking devices 107 with two, three or more than four cell stacking devices 108 are also possible.
  • FIG. 2 shows an example of one of the cell stacking devices 108, which is used as part of the conveyor system 1, see FIG.
  • the removal device 111 of the cell stacking device 108 is formed by a removal plunger that is driven to perform a rotary movement, which removes a segment 116 from one of the two transfer drums 105 or 121 (see FIG. 1) during each revolving movement and moves it to a transfer point I of the magazine drum 110.
  • the magazine drum 110 has four magazines 113 which are arranged on its outer circumference and are open towards the outside. In principle, however, magazine drums 110 with two opposite magazines 113 are also conceivable.
  • a transfer device in the form of a Comb-like transfer part 127 is provided with a plurality of webs arranged parallel to one another, which engages with the webs through corresponding slots in a wall 128 that is also stationary.
  • the removal plunger has slots 129 parallel to one another and directed in the circumferential direction of the rotary movement of the removal plunger, into which the transfer part 127 engages with its stripping webs during the rotary movement of the removal plunger.
  • the transfer of the segments 116 from the removal stamp to the respective magazine 114 of the magazine drum 110 takes place at a standstill.
  • the removal plunger is rotated at the same peripheral speed as the respective transfer drum 105 or 121 from which the segment 115 is taken.
  • the removal device 111 delays until it comes to a standstill at the transfer point I.
  • the transfer part 127 the segment 115 is then transferred from the removal stamp to the magazine 113 while it is stationary.
  • a vacuum is switched on at the transfer part 127 .
  • the transfer point I is arranged on the upper side of the magazine drum 110 in the present exemplary embodiment and the segments 116 are inserted into the magazine 113 from above, the insertion movement of the segments 116 into the magazine 113 is additionally supported in this case by the acting gravity.
  • the magazine 113 has comb-like side walls with engagement openings 117 aligned in the circumferential direction and a holding device 114 in the form of a plurality of engagement fingers which can be pivoted by means of a pivoting mechanism.
  • the movement of Holding device 114 i.e. the pivotable engagement finger, is controlled by a mechanical or electronic controller so that the engagement fingers of the holding device 114 in the transfer point I do not reach through the engagement openings 117 and thus release the opening of the magazine 113 to the outside.
  • the opening of the magazine 113 in the transfer point I is thus freely accessible and the segments 116 can be stacked therein by a repetitive circular movement of the removal plunger to form a cell stack 115 at a predefined cell stack height.
  • the magazine drum 110 When the predetermined height of the cell stack in the magazine 113 is reached, the magazine drum 110 is rotated through 90 degrees and the next magazine 113 is moved to the transfer point I to repeat the stacking process. At the same time, when the rotary movement of the magazine drum 110 begins, the holding device 114 is moved by the controller in such a way that the gripping fingers reach through the gripping openings 117 in the side walls of the magazine 113 and come to rest on the upper side of the stack 115 . The holding device 114 then secures the cell stack 115 against unintentional exit from the magazine 113.
  • the magazine 113 filled with the cell stack 115 reaches the lower transfer point II in the illustration as a result of the subsequent cycle of the rotary movement of the magazine drum 110 become.
  • the dispensing device comprises an upper part 112 and a lower part, not shown.
  • the cell stack 115 is gripped by the upper part 112 and the lower part in such a way that it is stuck in between. So that the upper part 112 can engage on the upper side of the cell stack 115 in the magazine 113, it comprises a plurality of webs in the form of parallel to one another and aligned with the engagement openings 117, which during the rotary movement of the magazine drum 110 engage in the engagement openings 117 at floor level of the magazine 113 reach.
  • the holding device 114 was released in a previous step. This can be done, for example, by the dispensing device actuating the holding device 114 before or at the same time as its webs move into the engagement opening 117 and moving it into a release position in which the holding device 114 releases the opening of the magazine 113 and the stack 115 from the magazine 113 can be discharged.
  • the lower part (not shown) also comprises a plurality of webs which are aligned parallel to one another and aligned with openings of the transport vehicles and which engage in the openings of the transport vehicles during the lowering movement of the dispensing device.
  • the opening of the dispensing device i.e. the release of the clamping force acting on the cell stack 115 through the upper part 112 and the lower part (not shown), takes place specifically at the transfer point II Transport system are fixed in order not to affect the formation of the cell stack 115 forming segments 116.
  • the segments 116 continuously supplied by the feed system 100 are distributed over several cell stacks 115, here exactly four, cf. also Figure 1.
  • This parallelization allows the segments 116 with a high web speed and whose speed can be gently reduced until the segments 116 are delivered at a standstill to the magazines 113 of the magazine drums 110.
  • the core function of the removal device 111 is therefore the continuous pickup and the clocked delivery of segments 116.
  • FIG. 3 shows a conveyor system 1 with the four transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d, each of which includes one of the cell stacking devices 108 (see FIG. 2) and positions them in such a way that the cell stacks 115 can be transferred to the transport vehicles 2.
  • the transport vehicles 2 are moved on a rail system that defines transport routes 8a, 8b.
  • the transport vehicles 2 are driven by stationary motor modules (not shown) that are arranged along the rail system.
  • the transport witness 2 each have their own drive, for example in the form of an electric motor.
  • the conveyor system 1 shown in FIG. 3 shows two empty transport vehicles 2, ie loaded without cell stacks 115, which are positioned in a waiting area 7.
  • the pickup area 3 is also shown, in which the four transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d are arranged, so that they can transfer the cell stacks 115 with a predefined cell stack height to the transport vehicles 2 within the pickup area 3 .
  • Each transport vehicle 2 is set up to transport a cell stack 115 in each case.
  • FIG. 3 shows a situation in which a cell stack 115 is ready for collection at the transfer station 5b, so that a transport vehicle 2 for receiving the cell stack 115 is positioned below the transfer station 5b.
  • the control unit 6 retrieves the empty transport vehicle 2 from the waiting area 7 when the availability of a cell stack 115 with a predefined cell stack height has been detected or announced. This can be done by a detection device, not shown. Accordingly, in FIG. 3, four transport vehicles 2 that have been called up have already left the waiting area 7 in order to pick up announced cell stacks 115 at the transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d.
  • the transport vehicles 2 can be moved equidistantly from one another in the delivery area 4 at a constant speed. Due to this regular and continuous movement of the transport vehicles 2 in the delivery area 4, the cell stacks 115 can be easily removed from the transport vehicle 2 with an unloading device 12 and thus fed to a downstream process. The empty transport vehicles 2 are then driven back to the waiting area 7 via the transport route 8b, where they are ready for further loading in the pick-up area 3 .
  • the waiting area 7 is provided in front of the curve over which the transport vehicles 2 are driven into the pick-up area 3 . Due to the arrangement of the waiting area 7 in front of the curve, the transport vehicles 2 can wait while hanging on the rail system. If the waiting area 7 extended into the curve, the transport vehicles 2 would have to be held against the force of weight, which would lead to increased energy consumption.
  • FIG. 3 shows a processing unit 10 which is arranged within the delivery area 4 due to the constant production cycle prevailing there.
  • the processing unit 10 is set up to carry out further processing steps 10 on the cell stack 115, for example the processing processing unit 10 further layers of material are added to the cell stack 115, so that the cell stack 115 begins and ends with the same layer type sequence, for example separator - anode.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the conveyor system 1. Only the differences that result from the first embodiment according to FIG. 3 will be discussed below.
  • the transport paths 8a, 8b are formed by a movement surface which forms a plane, ie is of planar design.
  • the loaded transport vehicles 2 are transported on a transport path 8a to the delivery area 4, while the empty transport vehicles 2 are transported on a transport path 8b.
  • Bypass routes 9 are also provided, which allow each of the transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d to be reached from the waiting area 7 and left in the direction of the delivery area 4, regardless of whether the other transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d are occupied.
  • the waiting area 7 extends from the delivery area 4 to the transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d. Due to the bypass routes 9, an empty transport vehicle 2 can be available at the transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d until the cell stack 115 is transferred. As soon as a transport vehicle 2 has been loaded with a cell stack 115, if available, an empty transport vehicle 2 can be moved to the respective transfer station 5a, 5b, 5c or 5d.
  • the bypass paths 9 offer the further advantage that a magazine drum 110 (cf. FIG. 2) for forming the cell stack 115 can be completely dispensed with.
  • the segments 116 can the removal device 111 can be stacked directly on a transport vehicle 2 to form a cell stack 115. Accordingly, in this embodiment, the cell stacks 115 are provided at the transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d directly on the transport vehicle 2.
  • the loaded transport vehicles 2 are then driven into the delivery area 4 via the compensation area 11 .
  • the speed of movement is adjusted accordingly by means of the control device 6 so that the transport vehicles 2 loaded with cell stacks 115 are made available in the delivery area 4 in a predetermined production cycle.
  • the arrival of the transport vehicles 2 can also be adjusted by controlling or regulating the movement route. For example, individual transport vehicles 2 whose arrival in the delivery area 4 is to be delayed can be transported to the delivery area 4 as an alternative or in addition to reducing the speed on a longer route, for example in the form of one or more waiting patterns.
  • each of the transport vehicles 2 can have its own drive unit.
  • the movement surface can also be part of a planar Be drive system, which is formed by standardized tiles 13, which are equipped with a magnetic technology with which the transport vehicles 2 can be moved accordingly. The tiles 13 are then connected to the control unit 6 in terms of signals.
  • the cell stack production system 200 shown in FIG. 1 can comprise a conveyor system 1 according to the embodiment in FIG. 3 or according to the embodiment in FIG. Because of the magazine drums 110 provided in FIG. 1, the cell stack 115 is transferred to the transport vehicle 2 in the finished state, ie after the predefined stack height has been reached.
  • FIG. 5 schematically shows a method 300 for providing cell stacks 115 formed by segments 116 for the industry producing energy cells.
  • cell stacks 115 with a predefined cell stack height are provided at a plurality of transfer stations 5a, 5b, 5c and 5d in the pick-up area 3, with segments 116 being brought together to form cell stacks 115 with a predefined cell stack height at each of the transfer stations.
  • the cell stacks 115 can be completed before transfer to the transport vehicle 2 or on the transport vehicle 2.
  • a method step b) the cell stacks 115 are transported from the pick-up area 3 to the delivery area 4, which is spatially separated from the pick-up area 3, by means of a plurality of transport vehicles 2, each of which is set up to transport a cell stack 115, the speed of movement and/or the Movement route of the loaded with the cell stacks 115 NEN transport vehicles 2 between the collection area 3 and the delivery area 4 is individually controlled and / or regulated.
  • the method 300 can be carried out, for example, with a cell stack production system 200 according to FIG. 1, with a conveyor system 1 according to FIG. 3 or with a conveyor system 1 according to FIG.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Intermediate Stations On Conveyors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

Förderanlage (1) zum Befördern von durch Segmente (116) gebildeten Zellstapeln (115) für die Energiezellen produzierende Industrie, umfassend mehrere individuell verfahrbare Transportfahrzeuge (2), die jeweils zum Transport eines Zellstapels (115) eingerichtet sind, wobei ein Abholbereich (3) mit wenigstens zwei Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) vorgesehen ist, an denen die Zellstapel (115) zur Abholung durch die Transportfahrzeuge (2) bereitgestellt werden oder an denen die Segmente (115) auf den Transportfahrzeugen (2) zu Zellstapeln (115) gestapelt werden, wobei jede Übergabestation eine eigene Zellstapelvorrichtung (108) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die Segmente (116) zu Zellstapeln (115) mit vordefinierter Zellstapelhöhe zusammenzuführen; ein räumlich von dem Abholbereich (3) beabstandeter Abgabereich (4) vorgesehen ist, in dem der in dem Abholbereich (3) aufgenommene Zellstapel (115) von dem Transportfahrzeug (2) entnommen wird; und eine Steuereinrichtung (6) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute der mit den Zellstapeln (115) beladenen Transportfahrzeuge (2) zwischen dem Abholbereich (3) und dem Abgabebereich (4) individuell zu steuern und/oder zu regeln.

Description

FÖRDERANLAGE ZUM BEFÖRDERN VON DURCH SEGMENTE GEBILDETEN ZELLSTAPELN FÜR DIE ENERGIEZELLEN PRODUZIERENDE INDUSTRIE, ENTSPRECHENDES ZELLSTAPELHERSTELLSYSTEM, UND VERFAHREN ZUR BEREITSTELLUNG VON SOLCHEN ZELLSTAPELN
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Förderanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 , ein Zellstapelherstellsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 12 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 14.
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Katho- denblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho- denblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho- denblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.
Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der WO 2016/041713 A1 und der DE 10 2017 216 213 A1 bekannt.
Ferner ist auch aus der WO 2019/048589 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels bekannt. Hierzu ist ein Transportsystem mit Schlitten vorgesehen, auf denen Elektroden- und Separatorlagen gestapelt werden können. Es existieren Stapelstationen an denen nur Separatorlagen abgelegt werden, Stapelstationen an denen nur Kathodenlagen abgelegt werden sowie Stapelstationen, an denen nur Anodenlagen abgelegt werden. So kann durch entsprechendes Verfahren des Schlittens zu den Stapelstationen auf der Ablagefläche des Schlittens ein Zellstapel in der gewünschten Abfolge aufgeschichtet werden.
Aus der US 2002/0007552 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Herstellen einer Batteriezelle bekannt. Nach der Herstellung einer Batteriezelle wird diese mittels des sogenannten „Pick and Place“ Prinzips an ein Förderband übergeben.
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobilität erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produktionsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zellformationen ist hier nicht möglich.
Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser, Werkzeuge zur Teilungsänderung.
Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe, und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller bewegte Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer. Um die Produktionskosten der Batterieherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind.
Die Segmente werden in einem vorgelagerten Herstellungsschritt dabei in einem ersten Schritt zu den sogenannten Monozellen, bestehend aus einem ersten Separatorblatt, einem darauf angeordneten Anodenblatt, einem darauf angeordneten zweiten Separatorblatt und einem darauf angeordneten Kathodenblatt aufeinandergelegt. Alternativ können die Separatorblätter zunächst als zwei Endlosbahnen geführt werden, wobei dann auf eine der Endlosbahnen die bereits geschnittenen Segmente in Form der Anodenblätter und auf die andere Endlosbahn die bereits geschnittenen Segmente in Form der Kathodenblätter aufgelegt und durch einen Laminierungsprozess miteinander verbunden werden. Anschließend werden die so vorgefertigten Verbundbahnen in einem weiteren Laminierungsprozess miteinander zu einer dann vierlagigen Verbundbahn miteinander verbunden.
Es ist grundsätzlich auch möglich, die erste geschnittene Elektrode in Form der Kathode oder Anode zwischen die Separatorblätter in Form der Endlosbahnen zu legen und die zweite geschnittene Elektrode in Form der Anode oder Kathode auf oder unter eines der Separatorblätter zu legen. Es erfolgt anschließend das Laminieren der vierlagigen Bahn in einem gemeinsamen Laminierungsprozess, so dass noch während des Bestehens der Endlosbahnen, also vor dem Schneiden, die Monozelle in einer festen Formation hergestellt wird. Unabhängig davon, ob die Monozellen mit einem em- oder zweistufigen Laminierungsprozess hergestellt werden, werden die Monozellen anschließend durch einen Schnitt durch die Abstände zwischen den aufeinander folgenden Anodenblättern bzw. Kathodenblättern von der Verbundbahn geschnitten.
Alternativ können die Endlosbahnen aus dem Separatormaterial mit den darauf angeordneten Anodenblättern und Kathodenblättern auch erst geschnitten werden, wobei die Monozellen dann durch einen nachgelagerten Verbundprozess von jeweils einem ersten geschnittenen Separatorblatt mit einer Anode mit einem zweiten geschnittenen Separatorblatt mit einer Kathode hergestellt werden.
Die Segmente werden dann zu einem Stapel aus einer Vielzahl von Segmenten aufeinandergestapelt. Sofern es sich bei den Segmenten um Monozellen oder Separatorblätter mit darauf angeordneten Anoden- oder Kathodenblättern handelt, befindet sich an einer freien Seitenfläche des Stapels eine Kathode oder Anode, welche dann durch die Anordnung einer sogenannten Abschlusszelle abgedeckt wird. Die Abschlusszelle umfasst ein erstes Separatorblatt, ein darauf angeordnetes Anoden- oder Kathodenblatt und ein darauf angeordnetes zweites Separatorblatt, auf der jedoch kein Kathoden- oder Anodenblatt angeordnet ist. Damit kann die Abschlusszelle auch als eine Monozelle ohne ein Kathoden- oder Anodenblatt angesehen werden. Der fertige Stapel aus der Vielzahl von Monozellen und der Abschlusszelle zeichnet sich dann dadurch aus, dass er an seiner Oberseite und seiner Unterseite jeweils ein Separatorblatt aufweist und die Anodenblätter und Kathodenblätter jeweils zu der Ober- und zu der Unterseite hin durch Separatorblätter abgedeckt sind und untereinander nicht im Kontakt stehen. Beim Bilden von Zellstapeln kann es jedoch aus verschiedenen Gründen zu Verzögerungen kommen. Aus dem Stand der Technik sind jedoch keine Lösungen bekannt, wie ohne negative Beeinträchtigung der Produktionsleistung mit diesen zeitlichen Verzögerungen umgegangen werden kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Förderanlage, die eine zuverlässigere Bereitstellung von Zellstapeln ermöglicht, sowie ein entsprechend verbessertes Zellstapelherstellsystem und ein korrespondierendes Verfahren bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Förderanlage zum Befördern von durch Segmente gebildeten Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, umfassend mehrere individuell verfahrbare Transportfahrzeuge, die jeweils zum Transport eines Zellstapels eingerichtet sind, wobei ein Abholbe- reich mit wenigstens zwei Übergabestationen vorgesehen ist, an denen die Zellstapel zur Abholung durch die Transportfahrzeuge bereitgestellt werden oder an denen die Segmente auf den Transportfahrzeugen zu Zellstapeln gestapelt werden, wobei jede Übergabestation eine eigene Zellstapelvorrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die Segmente zu Zellstapeln mit vordefinierter Zellstapelhöhe zusammenzuführen; ein räumlich von dem Abholbereich beabstandeter Abgabereich vorgesehen ist, in dem der in dem Abholbereich aufgenommene Zellstapel von dem Transportfahrzeug entnommen wird; und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute der mit den Zellstapeln beladenen Transportfahrzeuge zwischen dem Abholbereich und dem Abgabebereich individuell zu steuern und/oder zu regeln.
Die individuelle Steuerung bzw. Regelung der Bewegung, also der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der Bewegungsroute, der Transportfahrzeuge bewirkt, dass der Ankunftszeitpunkt jedes einzelnen Transportfahrzeuges in dem Abgabebereich beeinflusst werden kann. Durch die Reduktion der Bewegungsgeschwindigkeit kann die Ankunftszeit im Abgabebereich verzögert werden; durch eine Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit kann eine frühere Ankunftszeit herbeigeführt werden. Sofern die Möglichkeit besteht, die Bewegungsroute zu verändern, kann durch eine Verlängerung der Bewegungsroute die Ankunftszeit verzögert werden; bei einer Verkürzung der Bewegungsroute kann eine frühere Ankunftszeit erreicht werden. Somit kann die zeitliche Abfolge der in dem Abgabebereich ankommenden Transportfahrzeuge so eingestellt werden, dass sie auf den nachfolgenden Prozess ideal abgestimmt ist. Ferner können dadurch auch unvorhersehbarer Beeinträchtigungen des Produktionsprozesses kompensiert werden, so dass insgesamt die Systemzuverlässigkeit bei der Zellstapelherstellung gesteigert wird.
Die für die Steuerung bzw. Regelung der Bewegung vorgesehene Steuereinheit kann beispielsweise eine zentrale Steuereinheit sein. Beispielsweise kann es sich aber auch um eine dezentrale Steuereinheit handeln, deren Komponenten beispielsweise den einzelnen Transportfahrzeugen zugeordnet ist. Weiter beispielsweise kann es sich bei der Steuereinheit um eine Kombination von zentral und dezentral angeordneten Komponenten handeln. Ferner kann durch die individuelle Steuerung bzw. Regelung der Bewegung die Beschleunigung der Transportfahrzeuge so gewählt werden, dass der Zellstapel in der gewünschten Form bleibt, d.h. die einzelnen Lagen von Segmenten nicht gegeneinander verrutschen. Ferner kann auch die Maximalgeschwindigkeit in Kurven begrenzt werden. Vorzugsweise ist hierzu auf der Steuereinheit ein Datensatz mit Werten zu Maximalbeschleunigungen, zur positionsabhängigen Maximalgeschwindigkeit und/oder zu weiteren Grenzwerten hinsichtlich der Bewegung der Transportfahrzeuge gespeichert. Somit ermöglicht die vorgeschlagene Förderanlage auch einen produktschonenden Transport der Zellstapel. Ferner kann die Rückführung der entladenen Transportfahrzeuge dann ohne Einhaltung dieser Maximalwerte erfolgen.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Segmenten, die von den Zellstapelvorrichtungen gestapelt werden, um Monozellen.
Vorzugsweise sind die Übergabestationen derart eingerichtet, dass die Transportfahrzeuge für die Übergabe des Zellstapels oder der Segmente unterhalb des zu übergebenden Zellstapels positionierbar sind. Somit können die fertigen Zellstapel oder - bei Bildung der Zellstapel auf dem Transportfahrzeug - die Segmente schwerkraftunterstützt auf einer Ablagefläche des Transportfahrzeugs abgelegt werden. Es sind wenigstens zwei Übergabestationen vorgesehen, wobei die Anzahl der erforderlichen Übergabestationen im Wesentlichen durch die angestrebte Produktionsgeschwindigkeit bestimmt wird. Es hat sich gezeigt, dass sich beispielsweise mit genau vier Übergabestationen eine geeignete Produktionsgeschwindigkeit erreichen lässt. vorzugsweise kann die Förderanlage zur Entnahme des Zellstapels im Abholbereich eine Entladevorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, den Zellstapel von dem Transportfahrzeug zu entnehmen und einer nachgelagerten Anlage oder einer Lagereinrichtung zu übergeben.
Es wird weiter vorgeschlagen, die Bewegungsroute und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit derart zu steuern und/oder zu regeln, dass eine verspätete Fertigstellung des Zellstapels an einer der Übergabestationen in einem Kompensationsbereich zwischen dem Abholbereich und dem Abgabebereich kompensiert wird. Unter einer Kompensation ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass etwaige Lücken, die durch eine verspätete Fertigstellung der Zellstapel in dem Abholbereich entstehen, weitestmöglich verringert werden; dies muss nicht zwangsläufig bedeuten, dass die Lücken vollständige geschlossen werden. Der Zellstapel ist dann fertiggestellt, wenn er die vordefinierte Zellstapelhöhe erreicht hat. Die Fertigstellung kann entweder vor Übergabe an das Transportfahrzeug erfolgen oder auf dem Transportfahrzeug selbst.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die mit den Zellstapeln beladenen Transportfahrzeuge in einem vorgegebenen Produktionstakt in dem Abgabebereich bereitgestellt werden. Idealerweise ist eine Kompensation bis zu einem Grad möglich, bei dem die Transportfahrzeuge in einer vorgegebenen Frequenz und mit konstantem räumlichem Abstand zueinander in dem Abgabebereich ankommen. Vorzugsweise kann die Steuereinheit auch die Frequenz der ankommenden Transportfahrzeuge für eine vordefinierte Zeitspanne verändern. Somit kann eine Anpassung an einen sich än- dernden Produktionstakt nach- und/oder vorgelagerter Prozesse vorgenommen werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Transportfahrzeuge derart zu steuern und/oder zu regeln, dass sie im Abgabebereich mit konstanter Geschwindigkeit befördert oder in einem definierten Abgabetakt verfahren werden, vorzugsweise auch mit äquidistantem Abstand zueinander. Auf diese Weise können die nachgelagerten Prozessschritte, beispielsweise die Entnahme der Zellstapel in dem Abgabebereich, mit konstanter Taktung vorgenommen werden. Hierdurch kann die Komplexität und der Steuerungsaufwand der nachgelagerten Anlagen reduziert werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass ein Wartebereich vorgesehen ist, in dem wenigstens eine Teilmenge der Transportfahrzeuge im unbeladenen Zustand positioniert ist. Unter einem unbeladenen oder leeren Transportfahrzeug ist im Sinne dieser Anmeldung ein Transportfahrzeug zu verstehen, das nicht mit einem Zellstapel oder Segment beladen ist. Durch die im Wartebereich positionierten Transportfahrzeuge kann sichergestellt werden, dass für die Abholung der Zellstapel in dem Abholbereich stets ein Transportfahrzeug bereitgestellt werden kann. Somit kann das Entstehen von zeitlichen Verzögerungen aufgrund eines nicht verfügbaren Transportfahrzeugs vermieden werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Transportfahrzeuge individuell von dem Wartebereich in den Abholbereich zu verfahren, sobald an einer der Übergabestationen ein Segment oder ein Zellstapel bereitsteht oder eine Bereitstellung angekündigt ist. Somit kann eine möglichst verzögerungsfreie Bereit- Stellung eines Transportfahrzeugs vorgenommen werden. Der zeitliche Verlust zwischen Fertigstellung des Zellstapels durch die Zellstapelvorrichtung kann damit auf ein Mindestmaß reduziert und so die Effizienz gesteigert werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Förderanlage wenigstens einen vordefinierten Transportweg umfasst, über den die Transportfahrzeuge zwischen dem Abholbereich und dem Abgabebereich bewegbar sind. Durch das Verwenden wenigstens eines vordefinierten Transportweges kann die Steuerung bzw. Regelung vereinfacht werden, weil die Distanz der vordefinierten Wege bekannt ist und vorzugsweise auf einem Datenspeicher der Steuereinheit hinterlegt ist.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Transportweg durch ein Schienensystem definiert ist, auf dem die Transportfahrzeuge verfahrbar sind. Das Schienensystem ermöglicht die Bewegung der Transportfahrzeuge entlang des Schienensystems, so dass eine Bewegungssteuerung der Transportfahrzeuge entfallen kann. Weiterhin bietet das Schienensystem den Vorteil, dass die Transportfahrzeuge sehr präzise individuell bewegt werden können; es ist eine Positionierung bis auf wenige zehntel Millimeter möglich. Selbstverständlich kann das Schienensystem auch Verzweigungen aufweisen, die über ansteuerbare Weichen erreichbar sind.
Alternativ zu der Verwendung eines Schienensystems kann der wenigstens eine Transportweg beispielsweise durch eine Bewegungsfläche definiert sein, auf dem die Transportfahrzeuge verfahrbar sind. Vorzugsweise ist die Bewegungsfläche Bestandteil eines planaren Antriebssystems, mittels dessen die Transportfahrzeuge grundsätzlich in jede beliebige Richtung auf der Bewegungsfläche bewegbar sind; dies geschieht mittels Magnetkraft, also beispielsweise durch einen Linearmotor, so dass die Transportfahrzeuge über der Bewegungsfläche schweben. Der Abstand zwischen dem Transportfahrzeug und der Ebene kann im Rahmen weniger Millimeter ebenfalls verstellt werden. Selbstverständlich ist dieses planare Antriebssystem ebenfalls Bestandteil der Förderanlage. Durch die Verwendung der Bewegungsfläche kann grundsätzlich eine größere Flexibilität hinsichtlich der möglichen Bewegungsrouten erreicht werden. Das planare Antriebssystem kann beispielsweise durch standardisierte Komponenten, beispielsweise in Form von Kacheln, gebildet sein, die die entsprechende Magnettechnik enthalten und mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Alternativ können die Transportfahrzeuge bei der Verwendung der Bewegungsfläche mit einer durch die Steuereinrichtung ansteuerbaren Lenkeinrichtung und/oder einer eigenen Antriebseinheit, beispielsweise in Form eines Elektromotors, ausgestattet sein.
Selbstverständlich sind grundsätzlich auch Hybridlösungen möglich, bei denen das Schienensystem mit einer Bewegungsfläche kombiniert wird. Es kommt aber beispielsweise auch eine Kombination mit gänzliche anderen Transportkonzepten, beispielsweise in Form von Förderbändern, in Frage. So kann beispielsweise das Schienensystem mit einem Förderbandsystem kombiniert werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Transportweg wenigstens einen Umgehungsweg umfasst, über den jede der Übergabestationen durch das Transportfahrzeug unabhängig von einer Belegung einer übrigen Übergabestation mit einem anderen Transportfahrzeug erreichbar ist und/oder in Richtung des Abgabebereichs verlassbar ist. Es wird hierdurch die Möglichkeit geschaffen, das Transportfahrzeug bei Bedarf an der entsprechenden Über- gabestation bereitzustellen, ohne dass es zu Verzögerungen durch die Belegung der übrigen Übergabestationen mit anderen Transportfahrzeugen kommt. Vorzugsweise wird bei dieser Ausführungsform davon Gebrauch gemacht, die Segmente direkt auf dem Transportfahrzeug zu Zellstapeln vordefinierter Höhe zu stapeln. Es kann dadurch auf zusätzliche Vorrichtungen zum Bilden der Zellstapel vor der Übergabe an das Transportfahrzeug, beispielsweise in Form einer Magazintrommel, verzichtet werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass zwischen dem Abholbereich und dem Abgabebereich oder innerhalb des Abgabereichs eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung der Zellstapel vorgesehen ist, wobei die Zellstapel durch das Transportfahrzeug der Bearbeitungseinrichtung zugeführt werden. Vorzugsweise ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, weitere Materialschichten nachzulegen. So kann beispielsweise erreicht werden, dass die Zellstapel mit gleicher Schichtartfolge beginnen und enden, beispielsweise durch einen Separator am äußeren Ende gefolgt von einer Anode an der Innenseite des Separators. Die Bearbeitungseinheit kann beispielsweise in dem Kompensationsbereich angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dann dazu eingerichtet, auch etwaige Verzögerungen, die sich bei der Bearbeitung der Zellstapel ergeben können, zu kompensieren. Alternativ kann die Bearbeitungseinheit auch in dem Abgabebereich angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft, weil dort bereits die Kompensation erfolgt ist, so dass auch die Bearbeitungseinheit in dem von der Steuereinrichtung eingestellten Produktionstakt arbeiten kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Zellstapelherstellsystem zum Herstellen von durch Segmente gebildeten Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, wobei es eine Förderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und eine Zuführanlage umfasst, wobei als Bestandteil der Zuführanlage eine Zuführeinrichtung vorgesehen ist, welche die Segmente zuführt, so dass diese von den Zellstapelvorrichtungen der Förderanlage zu den Zellstapeln aufeinandergelegt werden können. Durch die Zuführeinrichtung werden die Segmente der Förderanlage zugeführt, was beispielsweise unter Zwischenschaltung von weiteren Komponenten, beispielsweise von Übergabe- und/oder Umlenkrollen, erfolgen kann. Bezüglich der mit dem Zellstapelherstellsystem verbundenen technischen Wirkungen und Vorteile wird auf die vorangehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der Förderanlage verwiesen.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Zuführanlage wenigstens eine Ausschussvorrichtung umfasst, mit der fehlerhafte Segmente aus dem Produktionsprozess entnommen werden können. Vorzugsweise umfasst die Ausschussvorrichtung eine Prüfeinrichtungen, welche dazu eingerichtet sind, schadhafte Segmente zu erkennen sowie eine Auswurftrommel, mittels derer die schadhaften Segmente in ein Ausschussreservoir abgeführt werden können. Durch die wenigstens eine Ausschussvorrichtung kann sichergestellt werden, dass nur einwandfreie Segmente zur Bildung der Zellstapel verwendet werden. Da die Segmente auf mehrere, beispielsweise auf vier, Übergabestationen mit jeweils einer Zellstapelvorrichtung verteilt werden, kommt es durch das Aussortieren einzelner Segmente durch die Ausschussvorrichtung an dem Zellstapel, wo das Segment fehlt, zu einer Verzögerung bei der Fertigstellung des Zellstapels. Die vordefinierte Zellstapelhöhe wird an der jeweiligen Zellstapelvorrichtung also erst später erreicht, was eine unregelmäßige Abgabe des Zellstapels an die Transportfahrzeuge oder eine verspätete Fertigstellung des Zellstapels auf dem Transportfahrzeug in dem Abholbereich zur Folge hat. Die individuelle Steuer- bzw. Regelbarkeit der Transportfahrzeuge durch die Steuereinheit ermöglicht es jedoch, diese Unregelmäßigkeit zu kompensieren, so dass die Zellstapel in dem Abgabebereich in einem vorgegebenen Produktionstakt bereitgestellt werden können. Zusammenfassend kann somit die Produktqualität ohne negative Beeinträchtigung des Produktionstaktes gesteigert werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung von durch Segmente gebildeten Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: a) Bereitstellen von Zellstapeln mit vordefinierter Zellstapelhöhe an mehreren Übergabestationen in einem Abholbereich, wobei an jeder der Übergabestationen Segmente zu Zellstapeln mit vordefinierter Zellstapelhöhe zusammengeführt werden; und b) Transportieren der Zellstapel von dem Abholbereich bis zu einem räumlich von dem Abholbereich beabstandeten Abgabebereich mittels einer Mehrzahl von Transportfahrzeugen, die zum Transport jeweils eines Zellstapels eingerichtet sind, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute der mit den Zellstapeln beladenen Transportfahrzeuge zwischen dem Abholbereich und dem Abgabebereich individuell gesteuert und/oder geregelt wird.
In Schritt a) kann das Bereitstellen der Zellstapel für die Transportfahrzeuge oder das Fertigstellen der Zellstapel auf den Transportfahrzeugen in einer unregelmäßigen Taktung erfolgen. Durch die Steuerung bzw. Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der Bewegungsroute können die Zellstapel dennoch in einer regelmäßigen Solltaktung in dem Abgabebereich bereitgestellt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Verfahren mittels einer Förderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder mittels einem Zellstapelherstellsystem nach einem der Ansprüche 12 oder 13 durchzuführen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 : ein Zellstapelherstellsystem umfassend eine Zuführanlage und eine Förderanlage;
Fig. 2: eine Zellstapelvorrichtung;
Fig. 3: eine Förderanlage gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4: eine Förderanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 5 ein Verfahren zur Bereitstellung von durch Segmente gebildeten Zellstapeln.
In Figur 1 ist ein Zellstapelherstellsystem 200 umfassend eine Zuführanlage 100 und eine Förderanlage 1 dargestellt.
Die Zuführanlage 100 umfasst eine Zuführeinrichtung 102, eine vorgelagerte Schneideinrichtung 104 sowie eine zwischen der Zuführeinrichtung 102 und einem Abholbereich 3 der Förderanlage 1 angeordnete Zellstapeleinrichtung 107, die ebenfalls der Förderan- läge 1 zugeordnet ist.
Der Zuführanlage 100 wird eine nicht dargestellte Endlosbahn aus zwei endlosen Bahnen eines Separatormaterials mit dazwischen angeordneten in Längsrichtung der Endlosbahn beabstandeten Anodenblättern und an einer Seite einer der endlosen Bahnen des Separatormaterials aufliegenden ebenfalls in Längsrichtung der Endlosbahn beabstandeten Kathodenblättern zugeführt. Die Endlosbahn kann aber auch aus lediglich einer endlosen Bahn eines Separatormaterials mit oder ohne anliegenden Elektrodenblättern gebildet sein. Sofern die Endlosbahn beabstandete Elektrodenblätter aufweist, erfolgt der Schnitt in der Schneideinrichtung 104 jeweils durch die Trennstellen zwischen den Elektrodenblättern.
Die Schneideinrichtung 104 ist hier durch ein Trommelpaar aus einer Schneidtrommel mit Schneidmessern und einer Gegentrommel mit Gegenmessern ausgebildet und schneidet die auf die Schneidtrommel oder die Gegentrommel geführte Endlosbahn durch ein Abscheren der Schneidmesser an den Gegenmessern in Segmente 116 einer vorbestimmten Länge, welche durch die Abstände der Schneidmesser oder der Gegenmesser definiert ist, je nachdem, ob die Endlosbahn auf die Schneidtrommel oder die Gegentrommel geführt ist. Ausgehend von der Schneideinrichtung 104 werden die geschnittenen Segmente 116 der Zuführeinrichtung 102 zugeführt. Die Zuführeinrichtung 102 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Transporttrommel, an der die Segmente 116, z.B. durch Unterdrück, gehalten werden, bis sie schließlich an eine erste Übergabetrommel 105 übergeben werden. Sofern es sich bei der zugeführten Endlosbahn um eine vierlagige Bahn handelt, entsprechen die davon geschnittenen Segmente 116 den eingangs beschriebenen Monozellen. Ferner sind zwei Prüfeinrichtungen 118 und 119 vorgesehen, welche dazu eingerichtet sind, schadhafte Segmente 116 zu erkennen. Die schadhaften Segmente 116 werden dann zwischen der Schneideieinrichtung 104 und der Zuführeinrichtung 102 über eine Auswurftrommel 124 in ein Ausschussreservoir 125 abgeführt. Die Prüfeinrichtungen 118 und 119 bilden zusammen mit der Auswurftrommel 124 und dem Ausschussreservoir 125 eine Ausschussvorrichtung.
Es versteht sich von selbst, dass die Zuführanlage 100 noch weitere Komponenten bzw. Baugruppen umfassen kann, die in Figur 1 nicht dargestellt sind. Hierzu zählen beispielsweise Vorrichtungen, um Zwischenprodukte auszurichten, beispielsweise eine Vorrichtung zur Bahnkantenregelung nach dem Laminieren der Monozellen, die nach der Prüfeinrichtung 118 angeordnet ist.
Die Zellstapeleinrichtung 107 umfasst vier Entnahmevorrichtungen 111 in Form von zu einer Drehbewegung angetriebenen Entnahmestempeln. Zwei der Entnahmevorrichtungen 111 sind der ersten Übergabetrommel 105 zugeordnet und entnehmen während ihrer Umlaufbewegung Segmente 116 von der ersten Übergabetrommel 105 und übergeben diese dann jeweils an eine nachnachfolgend noch näher erläuterte Magazintrommel 110. Die Umlaufbewegung der Entnahmestempel ist so gesteuert, dass sie die Segmente 116 in einer vorbestimmten Abfolge von der ersten Übergabetrommel 105 übernehmen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Entnahmevorrichtungen 111 vorgesehen, so dass jede der Entnahmevorrichtungen 111 die Segmente 116 in einer festen Abfolge in einem Viererrhythmus von der ersten Übergabetrommel 105 oder einer zweiten Übergabetrommel 121 übernehmen. Damit übernehmen die der ersten Übergabetrommel 105 zugeordneten Entnahme- Vorrichtungen 111 bei einem Umlauf zusammen zwei Segmente 116 von dem Umfang der ersten Übergabetrommel 105. Die Drehbewegungen der Entnahmevorrichtungen 111 sind dabei so auf die Drehbewegung der ersten Übergabetrommel 105 abgestimmt, dass sie bei voll besetzter erster Übergabetrommel 105 insgesamt die Hälfte der auf der ersten Übergabetrommel 105 gehaltenen Segmente 116 übernehmen. Die auf der ersten Übergabetrommel 105 verbliebenen Segmente 116 werden dann von einer Umlenktrommel 123 übernommen und an die zweite Übergabetrommel 121 übergeben. Dabei werden die Segmente 116 bei der Übernahme von der Umlenktrommel 123 und der Übergabe von der Umlenktrommel 123 auf die zweite Übergabetrommel 121 zweimal in ihrer Ausrichtung in Bezug auf ihre Oberflächen umgedreht, so dass die Segmente 116 anschließend auf der zweiten Übergabetrommel 121 in einer identischen Ausrichtung angeordnet sind wie auf der ersten Übergabetrommel 105. An der zweiten Übergabetrommel 121 sind ebenfalls zwei Entnahmevorrichtungen 111 in Form von umlaufenden Entnahmestempeln vorgesehen, welche die verbleibende Hälfte der Segmente 116 von der zweiten Übergabetrommel 121 übernehmen und jeweils einer Magazintrommel 110 nach demselben Prinzip zuführen.
Eine erste Teilmenge der Segmente 116 wird damit durch die ersten beiden Entnahmevorrichtungen 111 von der ersten Übergabetrommel 105 abgenommen, während die auf der ersten Übergabetrommel 105 verbleibende zweite Teilmenge an Segmenten 116 von der Umlenktrommel 123 unter zweifacher Umkehr auf die zweite Übergabetrommel 121 übertragen und von dieser durch die letzten beiden Entnahmevorrichtungen 111 abgenommen werden. Die Segmente 116 werden damit von der Zuführeinrichtung 102 in einem kontinuierlichen Zustrom zugeführt und von diesem in einer aufei- nanderfolgenden Übergabe zu einer parallelen Stapelung in der Zellstapeleinrichtung 107 abgeführt.
Hierzu werden die Segmente 116 von den vier Entnahmevorrichtungen 111 in vier parallel angeordnete Magazintrommeln 110 der Zellstapeleinrichtung 107 abgegeben, in denen die Segmente 116 zu vier Stapeln aufeinandergelegt und weiter an die Förderanlage 1 abgegeben werden. Die Magazintrommel 110 weist bei dieser Ausführungsform vier an ihrem Außenumfang angeordnete Magazine 113 auf, welche zu den Außenseiten hin geöffnet sind; die Magazintrommeln 110 sind jeweils Bestandteil einer Zellstapelvorrichtung 108; siehe Figur 2.
Figur 1 zeigt auch vier Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d, die jeweils eine Magazintrommel 110 der Zellstapelvorrichtung 108 umfassen; vgl. auch Figur 2. Ferner sind in Figur 1 auch schematisch weitere wesentliche Komponenten der Förderanlage 1 dargestellt. Die Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d geben die Zellstapel 115 in dem Abholbereich 3 an Transportfahrzeuge 2 ab (vgl. Figuren 3 und 4), deren Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsroute in einem Kompensationsbereich 11 individuell durch eine Steuereinrichtung 6 gesteuert und/oder geregelt werden kann, so dass etwaige Lücken zwischen den Transportfahrzeugen 2 kompensiert werden können. Die durch die Transportfahrzeuge 2 transportierten Zellstapel 115 können anschließend wieder in einem Abgabebereich 4 entladen werden. Eine detaillierte Erläuterung der Förderanlage 1 erfolgt nachfolgend noch anhand der Figuren 3 und 4.
Die mittels der Ausschusstrommel 124 aussortierten Segmente 116 werden allerdings nicht durch die Entnahmevorrichtungen 111 von den beiden Übergabetrommeln 105 und 121 entnommen, so dass die aussortierten Segmente 116 keinen Beitrag zur Bildung der Zellstapel 115 leisten. Folglich können die Zellstapel 115 nicht immer homogen bzw. lückenfrei gebildet werden. Mit anderen Worten erreichen die vier sich gleichzeitig in der Zellstapeleinrichtung 107 befindlichen Zellstapel 115 in der Praxis nicht zwingend zur gleichen Zeit eine vordefinierte Anzahl an Segmenten 116, die zur Bildung eines vollständigen Zellstapels 115 erforderlich ist.
Die Zellstapeleinrichtung 107 umfasst dementsprechend bei diesem Ausführungsbeispiel vier Zellstapelvorrichtungen 108, deren Kernbauteile jeweils die Entnahmevorrichtung 111 , die Magazintrommel 110 und eine Abgabevorrichtung 112 bilden, wobei eine der Zellstapelvorrichtungen 108 in der Figur 2 vergrößert dargestellt ist. Grundsätzlich sind aber je nach gewünschter Produktionsgeschwindigkeit auch Zellstapeleinrichtungen 107 mit zwei, drei oder mehr als vier Zellstapelvorrichtungen 108 möglich.
Figur 2 zeigt exemplarisch eine der Zellstapelvorrichtungen 108, die als Bestandteil der Förderanlage 1 , siehe Figur 1 , zum Einsatz kommt. Die Entnahmevorrichtung 111 der Zellstapelvorrichtung 108 ist durch einen zu einer Drehbewegung angetriebenen Entnahmestempel gebildet, welcher während jeder Umlaufbewegung jeweils ein Segment 116 von einer der beiden Übergabetrommeln 105 oder 121 (vgl. Figur 1) entnimmt und in eine Übernahmestelle I der Magazintrommel 110 bewegt. Die Magazintrommel 110 weist bei diesem Ausführungsbeispiel vier an ihrem Außenumfang angeordnete Magazine 113 auf, welche zu den Außenseiten hin geöffnet sind. Es sind aber grundsätzlich auch Magazintrommeln 110 mit zwei gegenüberliegenden Magazinen 113 denkbar. Ferner ist eine gegenüber der Magazintrommel 110 stillstehende und in Bezug zu der Übernahmestelle I fest positionierte Übergabevorrichtung, in Form eines kammartigen Übergabeteil 127 mit einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Stegen vorgesehen, welches mit den Stegen durch entsprechende Schlitze einer ebenfalls feststehenden Wand 128 greift. Ferner weist der Entnahmestempel parallel zueinander und in Umfangsrichtung der Umlaufbewegung des Entnahmestempels gerichtete Schlitze 129 auf, in welche das Übergabeteil 127 während der Umlaufbewegung des Entnahmestempels mit seinen Abstreifstegen zum Eingriff gelangt.
Die Übergabe der Segmente 116 von dem Entnahmestempel an das jeweilige Magazin 114 der Magazintrommel 110 erfolgt im Stillstand. Hierzu wird bei der Übergabe des Segments 116 an die Entnahmevorrichtung 111 der Entnahmestempel mit derselben Umfangsgeschwindigkeit rotiert wie die jeweilige Übergabetrommel 105 oder 121 , von der das Segment 115 übernommen wird. Die Entnahmevorrichtung 111 verzögert nach der Aufnahme eines Segments 115 bis zum Stillstand an der Übergabestelle I. Mittels des Übergabeteils 127 wird das Segment 115 dann im Stillstand von dem Entnahmestempel an das Magazin 113 übergeben. Hierzu wird an dem Übergabeteil 127 ein Vakuum zugeschaltet.
Da die Übernahmestelle I in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Oberseite der Magazintrommel 110 angeordnet ist und die Segmente 116 von oben in das Magazin 113 eingeführt werden, wird die Einführbewegung der Segmente 116 in die Magazine 113 in diesem Fall zusätzlich durch die wirkende Schwerkraft unterstützt.
Ferner weist das Magazin 113 kammartige Seitenwände mit in Umfangsrichtung fluchtenden Eingriffsöffnungen 117 und eine Haltevorrichtung 114 in Form von mehreren mittels eines Schwenkmechanismus verschwenkbaren Eingriffsfingern auf. Die Bewegung der Haltevomchtung 114, also der verschwenkbaren Eingriffsfinger, ist mittels einer mechanischen oder elektronischen Steuerung so gesteuert, dass die Eingriffsfinger der Haltevorrichtung 114 in der Übernahmestelle I nicht durch die Eingriffsöffnungen 117 greifen und damit die Öffnung des Magazins 113 zur Außenseite hin freigeben. Damit ist die Öffnung des Magazins 113 in der Übernahmestelle I frei zugänglich und die Segmente 116 können darin durch eine sich wiederholende Umlaufbewegung des Entnahmestempels zu einem Zellstapel 115 in einer vordefinierten Zellstapelhöhe gestapelt werden.
Wenn die vorbestimmte Zellstapelhöhe in dem Magazin 113 erreicht ist, wird die Magazintrommel 110 um 90 Grad gedreht und das nächste Magazin 113 wird zur Wiederholung des Stapelvorganges in die Übernahmestelle I bewegt. Gleichzeitig wird die Haltevorrichtung 114 mit Beginn der einsetzenden Drehbewegung der Magazintrommel 110 durch die Steuerung so bewegt, dass sie mit den Eingriffsfingern durch die Eingriffsöffnungen 117 der Seitenwände des Magazins 113 greift und an der Oberseite des Stapels 115 zur Anlage gelangt. Damit sichert die Haltevorrichtung 114 den Zellstapel 115 anschließend gegen ein ungewolltes Austreten aus dem Magazin 113.
Durch den darauffolgenden Takt der Drehbewegung der Magazintrommel 110 gelangt das mit dem Zellstapel 115 gefüllte Magazin 113 in die in der Darstellung untere Übergabestelle II. An der Übergabestelle II ist eine ortsfest angeordnete Abgabevorrichtung vorgesehen, mit der die Zellstapel 115 im Stillstand aus dem Magazin 114 entnommen werden. Die Abgabevorrichtung umfasst ein Oberteil 112 und ein nicht dargestelltes Unterteil. Der Zellstapel 115 wird durch das Oberteil 112 und das Unterteil derart gegriffen, dass er dazwischen verklemmt ist. Damit das Oberteil 112 an der Oberseite des Zellstapels 115 im Magazin 113 angreifen kann, umfasst es mehrere in Form von parallel zueinander und fluchtend zu den Eingriffsöffnungen 117 ausgerichtete Stege, welche während der Drehbewegung der Magazintrommel 110 zum Eingriff in die Eingriffsöffnungen 117 in Höhe des Bodens des Magazins 113 gelangen.
Zum Ausführen des Zellstapels 115 wurde in einem vorangegangenen Schritt die Haltevorrichtung 114 gelöst. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, indem die Abgabevorrichtung die Haltevorrichtung 114 vor oder zeitgleich zu der Einfahrbewegung ihrer Stege in die Eingriffsöffnung 117 betätigt und in eine Freigabestellung bewegt, in welcher die Haltevorrichtung 114 die Öffnung des Magazins 113 freigibt, und der Stapel 115 aus dem Magazin 113 abgeführt werden kann.
Das Oberteil 112 und das nicht dargestellte Unterteil werden anschließend mit dem dazwischen geklemmte Zellstapel 115 in Richtung des entsprechenden Transportfahrzeuges 2 abgesenkt, so dass der Zellstapel 115 im fixierten Zustand an das Transportfahrzeug 2 übergeben werden kann. Analog zu dem Oberteil 112 umfasst auch das nicht dargestellte Unterteil mehrere in Form von parallel zueinander und fluchtend zu Öffnungen der Transportfahrzeuge ausgerichtete Stege, welche während der Absenkbewegung der Abgabevorrichtung zum Eingriff in die Öffnungen der Transportfahrzeuge gelangen.
Das Öffnen der Abgabevorrichtung, also das Auflösen der durch das Oberteil 112 und das nicht dargestellte Unterteil auf den Zellstapel 115 wirkende Klemmkraft erfolgt gezielt an der Übergabestelle II. Auf diese Weise kann der Zellstapel 115 bis zur Übergabe an das Transportsystem fixiert werden, um die Formation der den Zellstapel 115 bildenden Segmente 116 nicht zu beeinträchtigen.
Durch die Verwendung von mehreren Stapelvorrichtungen 108, bei diesem Ausführungsbeispiel sind es genau vier, werden die durch die Zuführanlage 100 kontinuierlich zugeführten Segmente 116 auf mehrere Zellstapel 115, hier genau vier, verteilt, vgl. auch Figur 1. Durch diese Parallelisierung können die Segment 116 mit einer hohen Bahngeschwindigkeit aufgenommen sowie deren Geschwindigkeit schonend reduziert werden bis hin zu einer Abgabe der Segmente 116 im Stillstand an die Magazine 113 der Magazintrommeln 110. Die Kernfunktion der Entnahmevorrichtung 111 ist damit die kontinuierliche Aufnahme und die getaktete Abgabe von Segmenten 116.
Da die vollständigen Zellstapel 115 aufgrund der mittels der Auswurftrommel 124 entnommenen Segmente 116 durch die vier Zellstapelvorrichtungen 108 nicht zeitglich an der jeweiligen Übergabestelle II bereitgestellt werden können, wird dieser Effekt durch die nachfolgend näher dargestellte Förderanlage 1 kompensiert.
Figur 3 zeigt eine Förderanlage 1 mit den vier Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d, die jeweils eine der Zellstapelvorrichtungen 108 (vgl. Figur 2) umfassen und diese derart positionieren, dass die Zellstapel 115 an die Transportfahrzeuge 2 übergeben werden können. Die Transportfahrzeuge 2 werden auf einem Schienensystem, das Transportwege 8a, 8b definiert, bewegt.
Der Antrieb der Transportfahrzeuge 2 erfolgt in diesem Fall durch nicht dargestellte stationäre Motormodule, die entlang des Schienensystems angeordnet sind. Alternativ können die Transportfahr- zeuge 2 auch jeweils einen eigenen Antrieb, beispielsweise in Form eines Elektromotors, aufweisen.
Die in Figur 3 dargestellte Förderanlage 1 zeigt zwei leere, also ohne Zellstapel 115 beladene, Transportfahrzeuge 2, die in einem Wartebereich 7 positioniert sind. Ferner ist der Abholbereich 3 dargestellt, in dem die vier Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d angeordnet sind, so dass diese die Zellstapel 115 mit vordefinierter Zellstapelhöhe innerhalb des Abholbereichs 3 an die Transportfahrzeuge 2 übergeben können. Jedes Transportfahrzeug 2 ist dazu eingerichtet, jeweils einen Zellstapel 115 zu transportieren. Figur 3 zeigt eine Situation, in der an der Übergabestation 5b ein Zellstapel 115 zur Abholung bereitsteht, so dass unterhalb der Übergabestation 5b ein Transportfahrzeug 2 zur Aufnahme des Zellstapels 115 positioniert wird. Hierzu wurde das vorderste der leeren Transportfahrzeuge 2 aus dem Wartebereich 2 in den Abholbereich 3 zu der Übergabestation 5b verfahren. Das Abrufen des leeren Transportfahrzeugs 2 aus dem Wartebereich 7 erfolgt durch die Steuereinheit 6, wenn das Bereitstehen eines Zellstapels 115 mit vordefinierter Zellstapelhöhe detektiert oder angekündigt wurde. Dies kann durch eine nicht dargestellte Detektionseinrichtung erfolgen. Dementsprechend haben in Figur 3 bereits vier abgerufene Transportfahrzeuge 2 den Wartebereich 7 verlassen, um angekündigte Zellstapel 115 an den Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d abzuholen.
Wie bereits vorangehend im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurde, kann es vorkommen, dass fehlerhafte Segmente 116 mittels der Ausschusstrommel 124 dem Fertigungsprozess entnommen werden müssen. Dies hat zur Folge, dass die Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d die Zellstapel 115 nicht immer in einer vorgegebenen Taktung bereitstellen können. Andererseits ist es für eine zuverläs- sige Weiterverarbeitung der Zellstapel 115 von vorteil, wenn diese in einem vordefinierten Produktionstakt, also in vordefinierten konstanten zeitlichen Abständen in dem Abgabebereich 4 bereitgestellt werden. Es ist daher der Kompensationsbereich 11 vorgesehen, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit mittels der Steuereinrichtung 6 derart angepasst werden kann, dass die Transportfahrzeuge 2 in einem vorgegebenen Produktionstakt den Abgabebereich 4 erreichen. Dies hat zur Folge, dass die Transportfahrzeuge 2 in dem Abgabebereich 4 mit konstanter Geschwindigkeit äquidistant voneinander beabstandet bewegt werden können. Aufgrund dieser regelmäßigen und kontinuierlichen Bewegung der Transportfahrzeuge 2 in dem Abgabebereich 4 können die Zellstapel 115 mit einer Entladevorrichtung 12 auf einfache Weise von dem Transportfahrzeug 2 entnommen und so einem nachgelagerten Prozess zugeführt werden. Die leeren Transportfahrzeuge 2 werden dann über den Transportweg 8b zurück in den Wartebereich 7 gefahren, wo sie für eine weitere Beladung in dem Abholbereich 3 bereitstehen. Der Wartebereich 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vor der Kurve vorgesehen, über die die Transportfahrzeuge 2 in den Abholbereich 3 gefahren werden. Durch die Anordnung des Wartebereichs 7 vor der Kurve können die Transportfahrzeuge 2 am Schienensystem hängend warten. Würde sich der Wartebereich 7 in die Kurve erstrecken, müssten die Transportfahrzeuge 2 gegen die Gewichtskraft gehalten werden, was zu einem erhöhten Energieverbrauch führen würde.
Ferner zeigt die Figur 3 eine Bearbeitungseinheit 10, die aufgrund des dort vorherrschenden konstanten Produktionstaktes innerhalb des Abgabebereichs 4 angeordnet ist. Die Bearbeitungseinheit 10 ist dazu eingerichtet, weitere Bearbeitungsschritte 10 an dem Zellstapel 115 auszuführen, beispielsweise können durch die Bearbei- tungseinheit 10 weitere Materialschichten dem Zellstapel 115 zugefügt werden, so dass die Zellstapel 115 mit der gleichen Schichtartfolge, beispielsweise Separator - Anode, beginnen und enden.
Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Förderanlage 1. Es wird nachfolgend nur auf die sich im Vergleich zu der ersten Ausführungsform gemäß Figur 3 ergebenden Unterschiede eingegangen.
Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, werden die Transportwege 8a, 8b durch eine Bewegungsfläche gebildet, die eine Ebene bildet, also planar ausgeführt ist. Die beladenen Transportfahrzeuge 2 werden auf einem Transportweg 8a zu dem Abgabebereich 4 befördert, während die leeren Transportfahrzeuge 2 auf einem Transportweg 8b befördert werden. Ferner sind Umgehungswege 9 vorgesehen, die es erlauben, jede der Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d unabhängig von der Belegung der übrigen Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d von dem Wartebereich aus 7 zu erreichen und in Richtung des Abgabebereichs 4 zu verlassen.
Der Wartebereich 7 erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel von dem Abgabebereich 4 bis zu den Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d. Aufgrund der Umgehungswege 9 kann ein leeres Transportfahrzeug 2 an den Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d bereitstehen, bis der Zellstapel 115 übergeben wird. Sobald ein Transportfahrzeug 2 mit einem Zellstapel 115 beladen wurde, kann - sofern verfügbar - ein leeres T ransportfahrzeug 2 zu der jeweiligen Übergabestation 5a, 5b, 5c oder 5d bewegt werden.
Die Umgehungswege 9 bieten den weiteren Vorteil, dass vollständig auf eine Magazintrommel 110 (vgl. Figur 2) zur Bildung der Zellstapel 115 verzichtet werden kann. Die Segmente 116 können durch die Entnahmevorrichtung 111 direkt auf einem Transportfahrzeug 2 zu einem Zellstapel 115 gestapelt werden. Dementsprechend erfolgt die Bereitstellung der Zellstapel 115 bei dieser Ausführungsform an den Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d direkt auf dem Transportfahrzeug 2.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass bei der Förderanlage 1 die Zellstapelvorrichtung 108 mit Magazintrommel 110 gemäß Figur 2 zum Einsatz kommt.
Die beladenen Transportfahrzeuge 2 werden dann über den Kompensationsbereich 11 in den Abgabebereich 4 gefahren. Wie vorangehend im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel aus Figur 3 beschrieben, erfolgt mittels der Steuereinrichtung 6 eine entsprechende Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit, so dass die mit Zellstapeln 115 beladenen Transportfahrzeuge 2 in einem vorgegebenen Produktionstakt in dem Abgabebereich 4 bereitgestellt werden. Zusätzlich zur Steuerung bzw. Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit kann die Ankunft der Transportfahrzeuge 2 auch durch Steuerung bzw. Regelung der Bewegungsroute angepasst werden. So können beispielsweise einzelne Transportfahrzeuge 2, deren Ankunft im Abgabebereich 4 hinausgezögert werden soll, alternativ oder zusätzlich zur Reduktion der Geschwindigkeit auf einer verlängerten Route, beispielsweise in Form einer oder mehrere Warteschleifen, in den Abgabebereich 4 transportiert werden.
Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel mit dem Schienensystem aus Figur 3 ermöglicht die Bewegungsfläche gemäß der Ausführungsform aus Figur 4 einen höheren Kompensationsgrad. Jeder der Transportfahrzeuge 2 kann eine eigene Antriebseinheit aufweisen. Die Bewegungsfläche kann jedoch auch Bestandteil eines planaren Antriebssystems sein, das durch standardisierte Kacheln 13 gebildet ist, die mit einer Magnettechnik ausgestattet sind, mit der die Transportfahrzeuge 2 entsprechend bewegt werden können. Die Kacheln 13 sind dann mit der Steuereinheit 6 signaltechnisch verbunden.
Das in Figur 1 dargestellte Zellstapelherstellsystem 200 kann eine Förderanlage 1 gemäß der Ausführungsform in Figur 3 oder gemäß der Ausführungsform in Figur 4 umfassen. Aufgrund der in Figur 1 vorgesehenen Magazintrommeln 110 wird der Zellstapel 115 im fertigen Zustand, also nach Erreichen der vordefinierten Stapelhöhe, an das Transportfahrzeug 2 übergeben.
Figur 5 zeigt schematisch ein Verfahren 300 zur Bereitstellung von durch Segmente 116 gebildeten Zellstapeln 115 für die Energiezellen produzierende Industrie.
In einem Verfahrensschritt a) erfolgt das Bereitstellen von Zellstapeln 115 mit vordefinierter Zellstapelhöhe an mehreren Übergabestationen 5a, 5b, 5c und 5d in dem Abholbereich 3, wobei an jeder der Übergabestation Segmente 116 zu Zellstapeln 115 mit vordefinierter Zellstapelhöhe zusammengeführt werden. Die Zellstapel 115 können vor Übergabe an das Transportfahrzeug 2 fertiggestellt werden oder auf dem Transportfahrzeug 2.
In einem Verfahrensschritt b) erfolgt das Transportieren der Zellstapel 115 von dem Abholbereich 3 bis zu dem räumlich von dem Abholbereich 3 beabstandeten Abgabebereich 4 mittels einer Mehrzahl von Transportfahrzeugen 2, die zum Transport jeweils eines Zellstapels 115 eingerichtet sind, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute der mit den Zellstapeln 115 belade- nen Transportfahrzeuge 2 zwischen dem Abholbereich 3 und dem Abgabebereich 4 individuell gesteuert und/oder geregelt wird.
Das Verfahren 300 kann beispielsweise mit einem Zellstapelher- stellsystem 200 gemäß Figur 1 , mit einer Förderanlage 1 gemäß Figur 3 oder mit einer Förderanlage 1 gemäß Figur 4 durchgeführt werden.

Claims

Ansprüche:
1. Förderanlage (1) zum Befördern von durch Segmente (116) gebildeten Zellstapeln (115) für die Energiezellen produzierende Industrie, umfassend mehrere individuell verfahrbare Transportfahrzeuge (2), die jeweils zum Transport eines Zellstapels (115) eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Abholbereich (3) mit wenigstens zwei Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) vorgesehen ist, an denen die Zellstapel (115) zur Abholung durch die Transportfahrzeuge (2) bereitgestellt werden oder an denen die Segmente (116) auf den Transportfahrzeugen (2) zu Zellstapeln (115) gestapelt werden, wobei jede Übergabestation eine eigene Zellstapelvorrichtung (108) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die Segmente (116) zu Zellstapeln (115) mit vordefinierter Zellstapelhöhe zusammenzuführen;
- ein räumlich von dem Abholbereich (3) beabstandeter Abgabereich (4) vorgesehen ist, in dem der in dem Abholbereich (3) aufgenommene Zellstapel (115) von dem Transportfahrzeug (2) entnommen wird; und
- eine Steuereinrichtung (6) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute der mit den Zellstapeln (115) beladenen Transportfahrzeuge (2) zwischen dem Abholbereich (3) und dem Abgabebereich (4) individuell zu steuern und/oder zu regeln.
2. Förderanlage (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Bewegungsroute und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit derart zu steuern und/oder zu regeln, dass eine verspätete Fertigstel- lung des Zellstapels (115) an einer der Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) in einem Kompensationsbereich (11) zwischen dem Abholbereich (3) und dem Abgabebereich (4) kompensiert wird.
3. Förderanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die mit den Zellstapeln (115) beladenen Transportfahrzeuge (2) in einem vorgegebenen Produktionstakt in dem Abgabebereich (4) bereitgestellt werden.
4. Förderanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuereinrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Transportfahrzeuge (2) derart zu steuern und/oder zu regeln, dass sie im Abgabebereich (4) mit konstanter Geschwindigkeit befördert oder in einem definierten Abgabetakt verfahren werden.
5. Förderanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Wartebereich (7) vorgesehen ist, in dem wenigstens eine Teilmenge der Transportfahrzeuge (2) im unbeladenen Zustand positioniert ist.
6. Förderanlage (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuereinrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Transportfahrzeuge (2) individuell von dem Wartebereich (7) in den Abholbereich (3) zu verfahren, sobald an einer der Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) ein Segment (116) oder ein Zellstapel (115) bereitsteht oder eine Bereitstellung angekündigt ist. Förderanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Förderanlage (1) wenigstens einen vordefinierten Transportweg (8a, 8b) umfasst, über den die Transportfahrzeuge (2) zwischen dem Abholbereich (3) und dem Abgabebereich (4) bewegbar sind. Förderanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
- der wenigstens eine Transportweg (8a, 8b) durch ein Schienensystem definiert ist, auf dem die Transportfahrzeuge (2) verfahrbar sind. Förderanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
- der wenigstens eine Transportweg (8a, 8b) durch eine Bewegungsfläche definiert ist, auf dem die Transportfahrzeuge (2) verfahrbar sind. Förderanlage (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- der wenigstens eine Transportweg (8a, 8b) wenigstens einen Umgehungsweg (9) umfasst, über den jede der Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) durch das Transportfahrzeug (2) unabhängig von einer Belegung einer übrigen Übergabestation (5a, 5b, 5c, 5d) mit einem anderen Transportfahrzeug (2) erreichbar ist und/oder in Richtung des Abgabebereichs (5) verlassbar ist. Förderanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- zwischen dem Abholbereich (3) und dem Abgabebereich (4) oder innerhalb des Abgabebereichs (4) eine Bearbeitungseinheit (10) zur Bearbeitung der Zellstapel (115) vorgesehen ist, wobei
- die Zellstapel (115) durch das Transportfahrzeug (2) der Bearbeitungseinheit (10) zugeführt werden. Zellstapelherstellsystem (200) zum Herstellen von durch Segmente (116) gebildeten Zellstapeln (115) für die Energiezellen produzierende Industrie, dadurch gekennzeichnet, dass es
- eine Förderanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, und
- eine Zuführanlage (100) umfasst, wobei als Bestandteil der Zuführanlage (100) eine Zuführeinrichtung (102) vorgesehen ist, welche die Segmente (116) zuführt, so dass diese von den Zellstapelvorrichtungen (108) der Förderanlage (1) zu den Zellstapeln (115) aufeinandergelegt werden können. Zellstapelherstellsystem (200) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Zuführanlage (100) wenigstens eine Ausschussvorrichtung umfasst, mit der fehlerhafte Segmente (116) aus dem Produktionsprozess entnommen werden können. Verfahren (300) zur Bereitstellung von durch Segmente (116) gebildeten Zellstapeln (115) für die Energiezellen produzierende Industrie, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Verfahrensschritte umfasst: a) Bereitstellen von Zellstapeln (115) mit vordefinierter Zellsta- pelhöhe an mehreren Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) in einem Abholbereich (3), wobei an jeder der Übergabestationen (5a, 5b, 5c, 5d) Segmente (116) zu Zellstapeln (115) mit vordefinierter Zellstapelhöhe zusammengeführt werden; b) Transportieren der Zellstapel (115) von dem Abholbereich (3) bis zu einem räumlich von dem Abholbereich (3) beabstan- deten Abgabebereich (4) mittels einer Mehrzahl von Transportfahrzeugen (2), die zum Transport jeweils eines Zellstapels (115) eingerichtet sind, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsroute der mit den Zellstapeln (115) beladenen Transportfahrzeuge (2) zwischen dem Abholbereich (3) und dem Abgabebereich (4) individuell gesteuert und/oder geregelt wird. Verfahren (300) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Verfahren mittels einer Förderanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder mittels eine Zellstapelherstellsystems (200) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 durchgeführt wird.
EP22793752.1A 2021-10-01 2022-09-28 Förderanlage zum befördern von durch segmente gebildeten zellstapeln für die energiezellen produzierende industrie, entsprechendes zellstapelherstellsystem, und verfahren zur bereitstellung von solchen zellstapeln Pending EP4408778A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021211070.3A DE102021211070A1 (de) 2021-10-01 2021-10-01 Förderanlage zum Befördern von durch Segmente gebildeten Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie, Zellstapelherstellsystem und Verfahren zur Bereitstellung von Zellstapeln
PCT/EP2022/076993 WO2023052430A1 (de) 2021-10-01 2022-09-28 Förderanlage zum befördern von durch segmente gebildeten zellstapeln für die energiezellen produzierende industrie, entsprechendes zellstapelherstellsystem, und verfahren zur bereitstellung von solchen zellstapeln

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4408778A1 true EP4408778A1 (de) 2024-08-07

Family

ID=83995500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22793752.1A Pending EP4408778A1 (de) 2021-10-01 2022-09-28 Förderanlage zum befördern von durch segmente gebildeten zellstapeln für die energiezellen produzierende industrie, entsprechendes zellstapelherstellsystem, und verfahren zur bereitstellung von solchen zellstapeln

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4408778A1 (de)
KR (1) KR20240093533A (de)
CN (1) CN118043272A (de)
CA (1) CA3233766A1 (de)
DE (1) DE102021211070A1 (de)
WO (1) WO2023052430A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022105402A1 (de) * 2022-03-08 2023-09-14 Körber Technologies Gmbh Zellstapelanlage und Verfahren zum Stapeln

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020007552A1 (en) 1999-05-25 2002-01-24 Singleton Robert W. Apparatus and method of manufacturing a battery cell
WO2011130433A1 (en) 2010-04-13 2011-10-20 Microvast, Inc. Continuous prismatic cell stacking system and method
DE102014113588A1 (de) 2014-09-19 2016-03-24 Manz Ag Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle
DE102017215905A1 (de) 2017-09-08 2019-03-14 OPTIMA life science GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels
DE102017216213A1 (de) 2017-09-13 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels
JP6947136B2 (ja) * 2018-08-06 2021-10-13 トヨタ自動車株式会社 電極積層体製造装置
EP3835242B1 (de) * 2019-12-11 2022-11-16 Heidelberger Druckmaschinen AG Verfahren zum bewegen eines stapels von flachen produkten zu einer weiterverarbeitungsmaschine für die produkte

Also Published As

Publication number Publication date
CA3233766A1 (en) 2023-04-06
CN118043272A (zh) 2024-05-14
DE102021211070A1 (de) 2023-04-06
WO2023052430A1 (de) 2023-04-06
KR20240093533A (ko) 2024-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3679622B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung mehrerer elektrodenstapel
DE102017216213A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels
EP4002533B1 (de) Einrichtung und verfahren zum stapeln von zellkomponenten und vorrichtung und verfahren zum herstellen eines brennstoffzellenschichtaufbaus
EP4371173A2 (de) Zellstapelanlage und zellstapelvorrichtung für segmente von energiezellen und teilvorrichtung/teilverfahren einer oder in einer zellstapelanlage
DE102021207364A1 (de) Maschine, Verfahren und Zwischenprodukt für die Energiezellen produzierende Industrie
WO2012000679A1 (de) Verfahren zum stapeln von blättern, insbesondere zur fertigung einer lithium-ionen-batterie
EP1644277B1 (de) Kontinuierliches vereinzeln von losem blattgut
DE102021207357A1 (de) Maschine und Verfahren für die Energiezellen produzierende Industrie
EP4408778A1 (de) Förderanlage zum befördern von durch segmente gebildeten zellstapeln für die energiezellen produzierende industrie, entsprechendes zellstapelherstellsystem, und verfahren zur bereitstellung von solchen zellstapeln
EP3890082A1 (de) Kontinuierliches stapeln von zuschnitten mindestens einer folien- oder membran-artigen warenbahn auf einen stapel
WO2012062423A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrochemischen energiespeichers
EP3968426A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines zellstapels für batteriezellen
EP1309504B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kreuzstapeln
WO2020094313A1 (de) Verfahren zur herstellung eines stapels von elektrodenelementen sowie stapel von elektrodenelementen
WO2023285277A2 (de) Vereinzelungsvorrichtung zum schneiden und vereinzeln von segmenten für energiezellen von einer zugeführten endlosbahn
WO2024149563A1 (de) Vorrichtung und verfahren für die energiezellen produzierende industrie
DE102022109643B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bilden von Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie
DE102022105394A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bilden und Befördern von durch Segmente gebildeten Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie
DE102022105399A1 (de) Zellstapelanlage zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen, Verfahren zur Steuerung einer derartigen Zellstapelanlage, Teilvorrichtung einer oder in einer Zellstapelanlage und Teilverfahren beim Herstellen von Zellstapeln in einer Zellstapelanlage
WO2023170059A1 (de) Zellstapelanlage zum stapeln von segmenten von energiezellen, verfahren zur steuerung einer derartigen zellstapelanlage, teilvorrichtung einer oder in einer zellstapelanlage und teilverfahren beim herstellen von zellstapeln in einer zellstapelanlage
WO2023170061A1 (de) Zuführeinrichtung zum zuführen von segmenten von energiezellen zu einer zellstapeleinrichtung und verfahren zum zuführen von segmenten von energiezellen zu einer zellstapeleinrichtung
WO2017041976A1 (de) Verfahren zum greifen von blättern und deren gemeinsamen ablage sowie greifvorrichtung
DE102022105397A1 (de) Zellstapelanlage zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen, Verfahren zur Steuerung einer derartigen Zellstapelanlage, Teilvorrichtung einer oder in einer Zellstapelanlage und Teilverfahren beim Herstellen von Zellstapeln in einer Zellstapelanlage
WO2023213716A1 (de) Transporteinrichtung zum transport von segmenten von energiezellen und verfahren zur steuerung einer transporteinrichtung und eine transportanordnung
DE102022105402A1 (de) Zellstapelanlage und Verfahren zum Stapeln

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240429

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR