EP4490797A1 - 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 - Google Patents

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

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Publication number
EP4490797A1
EP4490797A1 EP23709705.0A EP23709705A EP4490797A1 EP 4490797 A1 EP4490797 A1 EP 4490797A1 EP 23709705 A EP23709705 A EP 23709705A EP 4490797 A1 EP4490797 A1 EP 4490797A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segments
receptacle
cell stacking
transfer
stacking system
Prior art date
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Pending
Application number
EP23709705.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Kreysern
Karsten Meinke
Dirk Zeuner
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Koerber Technologies GmbH filed Critical Koerber Technologies GmbH
Publication of EP4490797A1 publication Critical patent/EP4490797A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H29/00—Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles
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    • B65H29/241—Suction devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Cell stacking system for stacking segments of energy cells, method for controlling such a cell stacking system, partial device of or in a cell stacking system and partial method for producing cell stacks in a cell stacking system
  • the present invention relates to a cell stacking system with the features of the preamble of claim 1, a method for controlling such a cell stacking system with the features of the preamble of claim 18, a partial device of or in a cell stacking system with the features of the preamble of claim 31 and a partial method Producing cell stacks in a cell stacking system with the features of the preamble of claim 35.
  • Energy cells or energy storage devices in the sense of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships, aircraft or in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy have to be stored over long 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, which are separated from one another by separator sheets which are also manufactured as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then stacked in the predetermined order and connected to each other by lamination. The anode sheets and cathode sheets are first cut from an endless web and then placed individually at intervals on an endless web of separator material.
  • This subsequently formed “double-layer” endless web made of the separator material The placed anode sheets or cathode sheets are then cut into segments again in a second step using a cutting device, the segments in this case being formed in double layers by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged thereon.
  • the endless webs of the separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on them can also be placed on top of each other before cutting, so that an endless web with a first endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets placed thereon and a second endless layer of the separator material is formed with anode sheets or cathode sheets placed thereon.
  • This “four-layer” endless web is then cut into segments using 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 resting thereon.
  • the segments can also be formed from a first separator sheet, a cathode sheet, a second separator sheet and an anode sheet resting thereon.
  • the advantage of this solution is that one cut can be saved. Segments in the sense of this invention are therefore single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer or four-layer segments of the structure described above.
  • Another known approach is a machine with continuously running material webs and clocked tools, such as cutting knives or tools for changing the pitch.
  • a condition for the high production output is a high production rate of the stacks of energy cells, which are formed from several segments of the type described above that are stacked on top of each other.
  • the segments are converted into the so-called mono cells consisting of a first separator sheet, a th anode sheet, a second separator sheet arranged thereon and a cathode sheet arranged thereon are placed on top of each other.
  • the separator sheets can initially 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 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 prefabricated composite sheets are then connected to one another in a further lamination process to form a four-layer composite sheet.
  • 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 common lamination process, so that the monocell is produced in a solid formation while the endless webs are still in existence, i.e. before cutting.
  • the monocells are then cut from the composite sheet by cutting through the distances between the successive anode sheets or cathode sheets.
  • the endless webs can also be cut from the separator material with the anode sheets and cathode sheets arranged thereon, the monocells then being produced by a downstream composite process of a first cut separator sheet with an anode with a second cut separator sheet with a cathode.
  • the segments are then stacked on top of each other to form a stack of a plurality of segments. If the segments are monocells or separator sheets with arranged on them Anode or cathode sheets, 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 closure cell.
  • the termination cell includes a first separator sheet, an anode or cathode sheet arranged thereon and a second separator sheet arranged thereon, but no cathode or anode sheet is arranged thereon. The termination cell can therefore also be viewed as a monocell without a cathode or anode sheet.
  • the finished stack consisting of the large number of monocells and the end cell is then characterized by the fact 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 are not in contact with each other.
  • the invention is based on the object of providing a cell stacking system, a method for operating such a cell stacking system, a partial device and a partial method, which should enable the segments to be stacked at the highest possible production rate without this having a detrimental influence on the positioning accuracy of the resulting in segments stacked out from one another.
  • a cell stacking system for stacking segments of energy cells is used to solve the problem
  • the cell stacking device has at least one removal device and a storage element
  • the storage element comprises a converter, a storage lever and a receptacle that can be moved from a receiving position to a delivery position and vice versa, wherein
  • the storage lever removes the segments from the removal device and inserts them into the receptacle arranged in the receiving position
  • the -the converter can be moved from a standby position into a holding position, whereby
  • the -the converter is arranged in the holding position during the movement of the receptacle from the receiving position to the delivery position and forms an intermediate support for depositing the segments.
  • the advantage of the proposed solution is that the segments are taken over by the removal device at the feed speed of the feed device and are then taken over in a gentle transfer movement by the storage element with the storage lever, stacked and passed on to the removal device.
  • the reduced transverse forces acting on the segments when the segments are taken over from the storage lever are of particular importance, since the segments can thereby be stacked in the storage member in a more precise position to form the stacks.
  • the storage element has a converter that can be moved from a standby position into a holding position, which is arranged in the holding position during the recording process for transporting away the stacks and forms an intermediate support for depositing the segments.
  • the intended converter makes it possible to deposit the segments even if the receptacle filled with the previously assembled stack is moved to a delivery location for transfer of the stack from the removal device and is therefore not available for taking over the segments in the transfer position of the removal device . This enables an uninterrupted, i.e. continuous delivery of the segments from the removal device to the storage element with a high stacking rate thereby made possible.
  • the converter is moved from the stop position back to the ready position as soon as the receptacle has been moved back into the transfer point of the removal device. This means that the stacking process and in particular the movement of the receptacle from the transfer position is not disturbed or restricted by the converter.
  • the converter is then taken out of standby Shaft position moves into the holding position when a predetermined number of segments are stacked in the receptacle, or when a predetermined stack height is reached, namely immediately after the last segment has been placed on the stack.
  • the converter is moved into the storage path of the segments, so that the storage of the next segment on the stack is interrupted and the next segment is placed on the converter instead.
  • the converter practically takes over the function of the recording for a short time by forming a clipboard until the recording is moved back to the transfer point.
  • the removal device is formed by a rotatably driven drum.
  • the realization of the removal device as a rotatably driven drum has the advantage of a very high transfer speed of the segments from the removal device in a continuous feeding movement.
  • the use of the rotatably driven drum has the advantage of a very compact design of the cell stacking system.
  • a drum barrel can be used as the feed device, which enables the segments to be fed at a very high feed rate.
  • the drum has at least one, preferably three, take-over stamps arranged at identical angles to one another for receiving the segments, from which the storage lever removes the segments. Thanks to the transfer stamps, the segments can be transported and handed over very gently. If several transfer stamps are provided, the transfer rate of the segments by the drum can be increased or, conversely, the required transfer rate can be increased The rotational speed of the drum can be reduced for a predetermined number of segments to be taken over per unit of time.
  • the number of takeover stamps is odd.
  • the transfer position of the segments from the feed device and the transfer position to the storage element can be arranged opposite each other at an angle of 180 degrees in relation to the axis of rotation of the drum, and there is always a transfer stamp in the transfer position without another transfer stamp being in place the transfer position and vice versa.
  • the proposed further development allows the transfer position and the transfer position to be arranged opposite each other, which enables a structurally simple construction of the cell stacking system without two transfer stamps passing through the transfer point and the transfer point at the same time.
  • the transfer stamps each have a transfer surface that is in the shape of a circular arc section in the cross section of the drum, and that the transfer surfaces of the transfer stamps are arranged on the same diameter in cross section.
  • the transfer surfaces of the transfer stamps thus form a transfer radius and thus pass through the transfer point and transfer point on an identical diameter in relation to the drum.
  • the removal device is periodically decelerated and accelerated while the segments are being fed.
  • the segments can move at different speeds are taken over by the feed device and transferred to the storage device.
  • the transfer of the segments preferably takes place at a high speed in order to achieve a high conveying capacity of the feed device and the transfer takes place at a lower speed in order to make the transfer more gentle and in particular to enable the segments to be stacked in a precise position.
  • the storage member has a linearly movable receptacle which feeds the stacks to the removal device in the direction of the surface normal of the segments. Thanks to the holder, which can be moved linearly in the proposed direction, the stacks or the segments stacked therein are transported away without any transverse forces acting on them. This prevents the segments or stacks from losing their precise positioning during transport.
  • the storage element has a lifting device, which moves the receptacle via a linear guide device when activated.
  • a lifting device which moves the receptacle via a linear guide device when activated.
  • At least one sensor device is provided in the area of the lifting device, which detects a property of the stack or the receptacle.
  • the travel path of the receptacle achieved by the lifting device can thereby be used in addition to the arrangement of a sensor device.
  • the guide device precisely defining the travel path of the receptacle and enabling precise alignment of the sensor device to the receptacle moving past it with the stack held therein.
  • the sensor device can, for example, detect the position of the receptacle or the passage of a predetermined position through the receptacle.
  • properties of the stack such as the stack height, the side surfaces of the stack or the arrangement and orientation of the stack can also be detected so that these can be documented or defective stacks can be rejected before further processing.
  • the lifting device moves the receptacle away from the removal device after a segment has been deposited by a distance which corresponds to the thickness of the deposited segment plus a predetermined additional path. This firstly ensures that there is sufficient free space between the end face of the stack and the removal device for the segment to be subsequently deposited. This allows the subsequent segment to be placed without any pressure being exerted on the segment. Furthermore, the recording is moved by a predetermined additional path, so that the necessary free space is created in each case, taking into account manufacturing tolerances of the segment or tolerances in the movement sequence.
  • the additional path created adds up to an increased free space over the number of segments deposited, which then enables or simplifies the retraction of the converter after reaching the predetermined stack height in the receptacle.
  • the receptacle and the converter each have a support surface, which is formed by the surfaces of a plurality of webs arranged parallel and equidistant from one another, and the converter and the receptacle during their movements for transferring the stacks of segments with their Bridges interlock with each other. Due to the proposed design of the support surfaces, the receptacle can be moved back to the transfer point after the stack has been delivered without colliding with the converter.
  • the receptacle When moving into the transfer point, the receptacle is moved with the webs of its support surface between the webs of the support surface of the converter and thus supplements the support surface of the converter to form an enlarged receiving surface. After the receptacle is arranged again in the transfer point, the converter is moved from the holding position back to the standby position and thereby transfers the already stacked segments to the receptacle. The stack is practically “relocated”.
  • a removal device is provided with a large number of individually movable transport receptacles into which the storage member places the stacks.
  • the individually movable transport holders are used to transport the stacks away for further processing. Since the segments and the stacks are checked for compliance with predetermined quality criteria during the previous transport and/or stacking process using one or more sensor devices and are removed from the production process if the quality criteria are not met, the stacking processes and the frequency of the stacks to be transported away can vary. This change in the transport frequency of the stacks to be removed can be linked to the individual movability of the transport holders be taken into account with appropriate control.
  • the removal device and/or the receptacle of the storage member have one or more vacuum lines that can be subjected to negative pressure, which, by applying negative pressure, enable the removal of the segments by the removal device from the feed device and/or by the storage member from the removal device as well as the transport support on the removal device. Thanks to the vacuum lines that can be subjected to negative pressure, the transfer of the segments and the transport of the segments on the removal device can be achieved with very low forces acting on the segments. Furthermore, the forces exerted on the segments can be controlled very easily by switching the negative pressure on and off in the vacuum lines.
  • the takeover of the segments by the removal device from the feed device can be controlled very easily by switching on the negative pressure in the vacuum lines of the removal device and switching off the negative pressure in the vacuum lines of the feed device to a transfer point.
  • the transfer of the segments from the removal device to the storage element is then carried out analogously by switching off the negative pressure in the vacuum lines of the removal device and switching on the negative pressure in the vacuum lines of the storage member's receptacle.
  • the storage lever is driven by a drive device for a periodic removal movement from the removal device.
  • the segments can be removed from the removal in a repeating sequence of movement of the storage lever.
  • Measuring device can be removed and stacked in the receptacle of the storage element.
  • a particularly gentle takeover and stacking of the segments can be achieved in that the removal movement of the storage lever is formed by a linear lifting movement.
  • the movement of the storage lever is aligned in such a way that the segments are removed in the direction of their surface normal or in the radial direction of a removal device formed by a drum, since this means that no transverse forces act on the segments.
  • the lifting movement of the storage lever can be achieved, for example, by an eccentric drive, a linear drive or similar
  • the storage lever performs a constant stroke or a stroke that increases by a predetermined additional distance while the segments are deposited into the receptacle.
  • the identical stroke allows the movement of the storage lever to be simplified. To the extent that a detrimental influence of the stack height on the depositing process is to be avoided, this can be avoided by controlling the stroke of the receptacle as described above.
  • the storage lever can also carry out a stroke that increases by a predetermined additional path from the storage of a segment to the storage of the next segment.
  • the stroke of the storage lever is adapted to the stroke of the holder, which performs a stroke corresponding to the thickness of a segment plus the path of an additional path.
  • the storage lever thus follows the recording and the increase in the distance between the surface of the stack and the previous storage point due to the movement of the recording by the additional path can be at least partially compensated.
  • the additional path of the pick-up and the additional path of the stroke of the deposit lever are the same, so that the deposit point of the segments to the surface of the stack is always the same.
  • the storage point is chosen so that it corresponds to the surface of the stack so that the segments only carry out the slightest possible, ideally no, falling movement. This allows the forces acting on the segments to be further reduced.
  • possible relative movements between the segments can be reduced to the lowest possible level, which in turn can reduce abrasive wear and the release of particles from the segments in general.
  • the storage lever performs a stroke that decreases by at least the thickness of the segments while the segments are placed on the converter arranged in the stop position.
  • the proposed decreasing stroke makes it possible to avoid a compressive force being exerted on the segment to be subsequently placed on the converter without the converter having to carry out a movement.
  • the converter is already designed specifically for the movement sequence from the standby position to the holding position and vice versa by means of a suitable mechanism and a suitable drive, so that the movement of the converter is a pure lifting movement in the direction of the segments to be deposited represents a completely new movement, which can only be realized with a great deal of effort in addition to the actual movement, if at all.
  • the cell stacking device has at least one removal device and a storage element
  • the storage element comprises a converter, a storage lever and a receptacle that can be moved from a receiving position to a delivery position and vice versa, wherein
  • the storage lever removes the segments from the removal device and inserts them into the receptacle arranged in the receiving position
  • the -the converter is moved from a standby position to a holding position while the receptacle is moved from the receiving position to the delivery position and vice versa and forms an intermediate support for depositing the segments in the holding position.
  • the advantage of the proposed method can be seen in the fact that the segments are taken over by the removal device at the feed speed of the feed device in a continuous feed and are then transferred and gestated as gently as possible by the proposed design of the storage element with the storage lever, the converter and the movable receptacle - be pelt. Due to the proposed control, the cell stacking system forms an interface between the continuous feeding of the segments via the feeding device and the stacking of the segments, which takes place with a lower or ideally without a transverse speed of the segments, i.e. without a further transport speed.
  • the removal device has a controllable drive device, which is controlled in such a way that the removal device is accelerated to take over the segments from the feed device and is decelerated to transfer the segments to the storage member.
  • the removal device can be designed very easily to take over the segments at the high feed speed of the feed device and at the same time to transfer the segments to the storage element as gently as possible.
  • the removal device is formed by a drum driven by the drive device to rotate, and the drive device controls the rotation of the drum in such a way that the drum takes over the segments from the feed device in a rotational movement and at a standstill or in a delayed rotational movement handed over to the filing organ.
  • the removal device can be designed specifically to take over the segments from a feed device formed by a drum barrel, which in turn enables high transport capacities while at the same time gently transporting the segments.
  • the storage element has a linearly movable receptacle, and the linearly movable receptacle is moved from a receiving position to a delivery position when the reaching of a predetermined stack height of the stack in the receptacle is detected via a sensor device.
  • the holder is used to transport the fully formed stack from the receiving position to the delivery position and is moved linearly to achieve the lowest possible forces acting on the segments.
  • the receptacle is preferably moved linearly in the direction of the surface normal of the segments stacked in the receptacle, so that the lowest possible transverse forces act on the segments when they are transported away via the receptacle.
  • This linear travel path of the receptacle represents an inventive concept that is independent of the converter, through which the stacking process and removal can also be improved independently of the converter.
  • the lifting device moves the receptacle away from the removal device after a segment has been deposited by a distance which corresponds to the thickness of the deposited segment plus a predetermined additional path.
  • the converter is moved from a standby position to a holding position before the movable receptacle is moved from the receiving position to the delivery position.
  • the movement of the converter and the pick-up overlap in this phase, so that the converter forms a storage area for the subsequent segments before the pick-up is moved from the receiving position to the delivery position.
  • the converter be moved from the holding position to the standby position after the movable receptacle has been moved from the delivery position to the receiving position.
  • the movement of the converter and the receptacle also overlap in this phase, so that the converter is only moved back to the ready position when the receptacle is in the receiving position and can receive the subsequent segments.
  • the movement of the converter is controlled depending on the movement and/or the position of the receptacle. This can prevent a collision between the converter and the recording during their movements. Furthermore, the overlapping movement can be controlled particularly easily by only activating the movement of the converter into the ready position or the movement of the receptacle into the delivery position when the respective other part has completed the previous movement process.
  • the movements of the receptacle and the converter are preferably controlled relative to one another in such a way that at least the receptacle or the converter are always arranged in the receiving position and form a storage area for the segments to be deposited. This allows uninterrupted storage of the segments to be achieved.
  • the receptacle and the converter each have a support surface, which is arranged by the surfaces of a plurality of parallel and equidistant from one another. arranged webs is formed, and the converter and the receptacle engage with each other with their webs during their movements to transfer the stacks of segments. Due to the proposed further development, the receptacle can be moved very easily into the receiving position while the converter is still in the holding position by inserting the receptacle with its webs between the webs of the converter without colliding with it.
  • the storage lever is driven by a drive device for a periodic removal movement from the removal device. Due to the periodic removal movement, the segments can be removed one after the other from the removal device in an identical removal movement.
  • the periodic removal movement is preferably a linear lifting movement with the lowest possible transverse forces acting on the segments.
  • the removal movement is formed by a linear lifting movement.
  • the segments can be deposited in the receptacle with the lowest possible pressure forces acting on the segments.
  • the lifting movement can, for example, be realized very simply by a controllable eccentric drive with a variable stroke or a controllable linear drive device.
  • the storage lever performs an identical stroke or a stroke that increases by a predetermined additional distance while the segments are deposited into the receptacle. It is further proposed that the storage lever is driven to a lifting movement with a stroke that decreases in the sequence of the segments by at least the thickness of the segments while the segments are placed on the converter arranged in the stop position.
  • the storage lever Due to the proposed procedural features of the movements of the depositing lever during the depositing of the segments onto the converter and into the receptacle, a particularly gentle depositing of the segments can be achieved.
  • the converter stands still while the segments are being deposited and forms a firm support surface. This builds up the stack while reducing the distance between the stack surface and the storage lever. So that the storage point of the segments is always the same and as close as possible to the surface of the stack, the storage lever carries out a decreasing stroke from the storage of a segment to the storage of the following segment during this storage, the stroke ideally being reduced by the thickness of a segment .
  • the stroke can be designed to be constant, provided that the receptacle carries out a lifting movement with a stroke increasing by the thickness of a segment after a segment has been deposited.
  • the holder performs a stroke corresponding to the thickness of a segment plus a predetermined additional path.
  • the storage lever also carries out a lifting movement with a stroke that increases by an additional travel, with the additional travel of the storage lever and the receptacle ideally being the same.
  • the feed device is designed and set up to feed segments of energy cells in a number A per unit of time
  • a first conveyor unit is provided for segments, which is arranged downstream of the feed device,
  • a second conveyor unit is provided for segments, which is arranged downstream of the first conveyor unit, whereby
  • the first conveyor unit is designed and set up to take over the number A per unit of time of segments from the feed device and to transport a number B per unit of time of segments to a first delivery area and a number C per unit of time of segments to a second delivery area, whereby
  • the number B per unit of time of the segments can be transported in the direction of the second conveyor unit and can be transferred to the second conveyor unit in the delivery area, and
  • the number C per unit of time of the segments in the second delivery area is intended to be transferable, in particular to a cell stacking device, or to a cell stacking device, or to one or more removal devices of a cell stacking device, and
  • the sum of the number B per time unit of segments and the number C per time unit of segments is less than or equal to the number A per time unit of segments, suggested gene.
  • the feed device which is designed and set up to supply segments of energy cells in a number A per unit of time, a number of segments A per unit of time is supplied,
  • a first conveyor unit is provided for segments, which is arranged downstream of the feed device and conveys segments
  • a second conveyor unit is provided for segments, which is arranged downstream of the first conveyor unit and conveys segments, wherein
  • the first conveyor unit takes over the number A per unit time of segments from the feed device and transports a number B per unit time of segments to a first delivery area and a number C per unit time of segments to a second delivery area G2,
  • the number C per unit of time of the segments in the second delivery area in particular to a cell stacking device, or to a cell stacking device, or to one or more removal devices of a cell stacking device, and in particular
  • Both the partial device and the partial method include two conveying units and a division of the supplied segments into two partial streams. If the capacity of the system is to be increased or the number of segments transported further in the partial flows is to be reduced, further conveying units arranged in parallel or in series with the first two conveying units can be provided according to the same principle.
  • the second conveyor unit is operated as a rotatably drivable conveyor unit, in particular in the form of a transfer drum or as an operatively connected combination of a first rotatably drivable conveyor unit, in particular in the form of a reversing drum and a second rotatably drivable conveyor unit, in particular in the form of a transfer drum.
  • the advantage of the proposed sub-device and the proposed sub-method can be seen in the fact that the cell stacking devices or removal devices are each stacked at a lower stacking rate than these in due to the division of the supplied segments of the number A between the two conveying units corresponding to the smaller number B and C the number A can be supplied.
  • the conveying rate of the feed device can be designed to be correspondingly high, and the stacking rate can at the same time be designed to be correspondingly low for a high positional accuracy of the stacked segments and thus the stack itself.
  • the second conveyor unit is preferably as a rotatably drivable conveyor unit, in particular in the form of a transfer drum, or as an operatively connected combination of a first rotatably drivable conveyor unit, in particular in the form of a reversing drum.
  • mel and a second rotatable conveyor unit in particular in the form of a transfer drum, which in themselves enable very high conveying capacities of the segments.
  • the design of the first conveyor unit as a rotatable conveyor unit enables a continuous supply and removal of the segments to and away from the conveyor unit. Due to the rotational movement of the conveyor unit, the forces acting on the segments, particularly in the transverse direction, can be reduced to the lowest possible level, which in turn enables very precisely positioned transport of the segments and thus also the formation of very precisely positioned stacks.
  • Fig. 1 a manufacturing machine with an inventive
  • Fig. 2 an enlarged view of the cell stacking system with a cell stacking device and several cell stacking devices in a perspective view;
  • Fig. 3 an enlarged view of the cell stacking system
  • FIG. 4 shows two representations of a cell stacking device, each with a removal device arranged in a transfer position and a removal device arranged in a transfer position. tung in perspective view;
  • FIG. 5 shows a removal device in the takeover position with a converter in a holding position in a sectional view
  • FIG. 6 shows a removal device in the take-over position with a converter in a holding position in a perspective view
  • FIG. 8 shows a removal device in the transfer position with a converter in a standby position in a perspective view
  • the manufacturing machine includes a feed of four endless webs (E1-E4), two of the endless webs E1 and E3 being formed from a separator material, one endless web E2 from an anode material and one endless web E4 from a cathode material.
  • the endless webs E2 and E4 of the cathode material and the anode material are each cut into anodes and cathodes in a predetermined length and/or width by means of a cutting device, which are then cut onto one of the endless webs after cutting.
  • NEN E1 and E3 of the separator material are placed.
  • the merging is carried out by first placing the anodes or cathodes cut off from the lowest endless web E4 individually onto a conveyor belt T, then placing the overlying endless web E3 of the separator material, and then again individually placing the anodes or cathodes cut off from the endless web E2 the endless web E3 of the separator material are placed, which are then covered by placing the top endless web E1 of the separator material on the top to form a four-layer endless web EG.
  • This four-layer endless web EG with the anodes or cathodes on one top side is then fed to a lamination unit L, in which they are connected to one another to form a solid bond by thermal and/or mechanical energy. If the four-layer endless web EG is to have a different structure, the endless webs E1 to E4 can also be arranged differently.
  • the laminated four-layer endless web EG is then fed to the cell stacking system 1 in the manufacturing machine and cut into segments 16 of a predetermined length and/or width in the cutting device 4, which are also referred to as monocells.
  • the cell stacking system 1 in the manufacturing machine with double-layered segments 16 consisting of only one layer of a separator material and an anode or cathode and/or also single-layered segments 16, provided that these are to be further processed in an appropriately stacked manner.
  • the cutting device 4 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 parts on the cutting drum. mel or the counter drum guided four-layer endless web EG by shearing the cutting knives on the counter knives into segments 16 of a predetermined length, which is defined by the distances between the cutting knives or the counter knives, depending on whether the endless web is guided on the cutting drum or the counter drum. Starting from the cutting device 4, the cut segments 16 are fed to the feed device 2.
  • the feed device 2 is formed by a drum run with several transport drums on which the segments 16 are held, for example by suction. If the endless web supplied is a four-layer endless web EG, the segments 16 cut from it then correspond to the monocells described above.
  • the cell stacking system 1 with the cell stacking device 7 is shown enlarged in FIG.
  • the feed device 2 comprises four transfer drums 5 and three reversing drums 6 arranged between two transfer drums 5, only two of which can be seen in the detail of FIG.
  • the cell stacking device 7 comprises four cell stacking devices 11, each with a removal device 111 and an associated storage member 112, only two of which can be seen in the detail of FIG.
  • the removal device 111 is designed as a rotating body driven to rotate, for example. designed in the form of a drum and has three support zones in the form of transfer stamps 113 aligned at angles of 120 degrees to one another.
  • the transfer stamps 113 have an outer surface whose external dimensions at least correspond to the outer shape of the segments 16 or can also be larger than this.
  • the transfer stamps 113 have a circular cross section perpendicular to the axis of rotation of the removal device 111. gene section-shaped contour, each with the same radii, so that they complement each other to form a virtual circle. Furthermore, the removal devices 111 with their transfer stamps 113 are arranged and their radii are dimensioned so that during the rotational movement with the outer surfaces of the transfer stamps 113 they touch the lateral surfaces of the transfer drum 5 with a gap corresponding at least to the thickness of the segments 16. The rotational movement of the removal device 111 to the respective transfer drum 5 is controlled in such a way that the transfer stamps 113 each take over exactly one segment 16 from the transfer drum 5 during rotation.
  • the movement of the removal device 111 is controlled so that the lateral surfaces of the transfer stamps 113 at the point of the shortest distance to the transfer drum 5, which corresponds to the transfer station XA, have a circumferential speed corresponding to the peripheral speed of the segments 16 held on the transfer drum 5, and the Segments 16 are ideally taken over by the transfer stamps 113 without a relative speed in the circumferential direction.
  • the lateral surfaces of the transfer stamps 113 have at least one circular arc length in the circumferential direction, which corresponds to the width of the segments 16 directed in the circumferential direction of the transfer drum 5, so that the segments 16 are taken over over their entire surface by the transfer stamps 113. Furthermore, the transfer stamps 113 also have a length in the axial direction of the removal device 111, which corresponds at least to the length of the segments 16 in the axial direction of the removal drum 5.
  • the transfer stamps 113 have a comb-like structure with a plurality of webs parallel to one another and directed in the circumferential direction, between which there are gaps with a consistent constant and identical width. The end faces of the webs then together form the lateral surfaces of the transfer stamp 113.
  • the transfer stamps 113 each form a transfer surface 123 on their outer sides, which are separated from one another by free zones 124 due to the plurality of transfer stamps 113
  • vacuum lines 122 are provided, which can be subjected to negative pressure and open with their openings into the front lateral surfaces of the webs or transfer stamps 113. Furthermore, corresponding openings of vacuum lines that can be subjected to negative pressure can also be provided in the lateral surfaces of the transfer drums 5.
  • the segments 16 are then held on the lateral surfaces of the transfer drums 5 by applying negative pressure in the vacuum lines and by switching off the negative pressure in the vacuum lines of the transfer drum 5 and by switching on the negative pressure in the vacuum lines 122 of the transfer stamp 113 passing through the transfer station XA from the removal device 111 adopted, as can be seen in the left illustration of Figure 4.
  • the orbital movement of the removal devices 111 and thus the transfer stamp 113 is controlled in such a way that they take over the segments 16 from the transfer drums 5 in a predetermined sequence.
  • four cell stacking devices 11 are provided in the cell stacking device 7, so that each of the cell stacking devices 11 takes over segments 16 from the feed device 2 in a fixed sequence in a rhythm of four.
  • the first transfer drum 5 also takes over ordered first removal device 111 of the first cell stacking device 11 during a rotation with one of its transfer stamps 113 in a rhythm, the first segments 13 of a group of four from the first transfer drum 5.
  • the segments 16 of the group of four remaining on the first transfer drum 5 are then removed from the first reversing drum 6 taken over and transferred to the second transfer drum 5. Due to the transfer of the segments 16 via the reversing drum 6 to the second transfer drum 5, the segments 16 are rotated once about their longitudinal axes, which are parallel to the axes of rotation of the transfer drum 5 and the reversing drum 6, so that they lie on the second transfer drum 5 with the same top side are directed outside as on the first transfer drum 5.
  • the second cell stacking device 11 then removes the second segments 16 of the group of four from the second transfer drum 5 in the same way with the transfer stamps 113 of the second removal device 111, as can be seen in Figure 2.
  • the fourth cell stacking device 11 removes the last segments 16 of the group of four from the fourth transfer drum 5 and all segments 16 of the group of four have been taken over by the cell stacking devices 11. Since each of the removal devices 111 has three transfer stamps 113, the segments 16 are removed from the feed by the transfer stamps 113 in three groups of four until all segments 16 have been removed after the transfer by the last transfer drum 5.
  • a cell stacking device 11 according to the invention with a storage member 112 according to the invention can be seen in an enlarged view in two different positions.
  • the removal device 111 is between the transfer drum 5 and
  • the storage element 112 is arranged and takes over the segments 16 from the transfer drum 5 according to the process described above.
  • the removal device 111 is driven to rotate clockwise, as can also be seen from the direction of the arrow in Figures 3 and 4. While one of the segments 16 is being taken over, the removal device 111 is in the "12 o'clock position" with one of its take-over stamps 113 and passes through the take-over station XA with it, as can be seen in the left-hand illustration in FIG.
  • This position of the removal device 111 with a take-over stamp 113 arranged in the “12 o'clock position” is also referred to as the take-over position of the removal device 111 in the sense of the invention.
  • the takeover stamp 113 which has taken over the segment 16 of the previous group of four of the removal drum 5, is in this position in the "4 o'clock position”.
  • the removal device 111 rotates at a circumferential speed of the lateral surfaces of the takeover stamps 113, which corresponds to the circumferential speed of the segments 16 on the transfer drum 5 and takes over just one segment 16 with the takeover stamp 113 arranged in the “12 o'clock position”.
  • Another Acceptance stamp 113 is in the "8 o'clock position", which does not carry a segment 16 and therefore has a free lateral surface, since it has just delivered a segment 16 to the storage element 112.
  • the removal device 111 is in a position in which it passes the storage member 112 with a free zone 124 in the form of a free space, so that in this takeover position a collision of the removal device 111 with the storage member 112 and/or the storage member 112 with its is excluded Share movements to the removal device 111 can carry out.
  • the removal device 111 In order to transfer the segment 16 from the transfer stamp 113, which is in the "4 o'clock position" in the take-over position of the removal device 111, the removal device 111 is delayed during the further rotational movement until the removal device 111 with the previously in the "4 o'clock position " arranged transfer stamp 113 is arranged in the "6 o'clock position” and passes through the transfer station XA, as can be seen in the right-hand illustration of Figure 4.
  • the transfer station the “12 o’clock position” can be arranged without two of the transfer stamps 113 passing through the transfer station XA and the transfer station XB II at the same time.
  • the position of the removal device 111 with the transfer stamp 113 arranged in the “6 o'clock position” is also referred to as the transfer position of the removal device 111 in the sense of the invention.
  • the removal device 111 was decelerated during this rotational movement to such an extent that the removal device 111 rotates at a much lower peripheral speed in the transfer position or even stands still for a very short moment.
  • the segment 16 is delivered from the transfer stamp 113 arranged in the "6 o'clock position" to the storage element 112, which will be explained in more detail below. Since the transfer stamp 113 rotates in this position at a much lower peripheral speed or, ideally, even stands still, the segment 16 is moved with a much lower transverse speed. forces than would be possible without delaying the removal device 111.
  • the segment 16 is even transferred to the storage member 112 without any transverse forces solely in a movement in the direction of the surface normal of the segment 16 to the storage member 112.
  • the segments 16 are loaded with the lowest possible transverse forces during transfer and can therefore subsequently be stacked into a stack with a very high positional accuracy.
  • the third free transfer stamp 113 is in this position of the removal device 111, i.e. the transfer position at a standstill and / or at the low rotational speed in the "10 o'clock position” and at an angle of 60 degrees to the transfer station XA of the transfer drum 5 in the “12 o’clock position”. Since the free transfer stamp 113 must again have the peripheral speed of the segments 16 on the transfer drum 5 in the transfer position of the removal device 111, the removal device 111 is then accelerated again until the free transfer stamp 113, which was previously in the "10 o'clock position", is in the "12th position". -Clock position” passes through the transfer station XA at the jacket speed of the segments 16 fed on the transfer drum 5 and a segment 16 takes over.
  • the removal device 111 in the form of the rotating body driven to a rotary movement with the three transfer stamps 113 arranged at an angle of 120 degrees to one another is therefore accelerated and decelerated in a repeating sequence, with the rotating body decelerating three times during one revolution in accordance with the number of transfer stamps 113 and is accelerated three times.
  • the removal device 111 can also be one have an even number of transfer stamps 113, in which case the transfer station XA and the transfer station the removal device 111 when taking over and handing over the segments 14, it is not possible for a segment 16 to be handed over at the same time as a second segment 16 is taken over, i.e.
  • the movement of the removal device 111 is controlled here in such a way that the removal device 111 is decelerated and accelerated overall without the distances between the transfer stamps 113 changing from one another.
  • the removal device 111 is here formed by a rotating body in the form of a drum which is driven to rotate, so that the transfer stamps 113 in this case are arranged at constant angles to one another during the rotational movement.
  • the transfer stamps 113 are arranged here equidistantly at identical angles to one another and are driven together with the base body of the removal device 111.
  • the advantage of this solution can be seen in the fact that the above-described acceleration and deceleration of the segments 16 in the transfer station XB and the transfer station Execute movement, but instead be decelerated and accelerated as an assembly. This allows the entire control and structural design to be simplified.
  • the transfer stamps 113 do not require any separate movable storage on the removal device 111. It is particularly advantageous to arrange the transfer station gravity takes place and is even supported by it.
  • the storage element 112 has a receptacle 115 which can be moved linearly by means of a lifting device 116, the movement of the receptacle 115 being triggered by activation of the lifting device 116 and being guided by means of a guide device, for example a guide rod.
  • the receptacle 115 can be moved linearly between a receiving position and a delivery position, the receiving position of the receptacle 115 being arranged as close as possible to the transfer station
  • the storage element 112 has a storage lever 117 with a comb-like structure with a plurality of mutually parallel webs 118, which are dimensioned in width and arrangement so that when the removal device 111 rotates due to their position or through an active movement to the Engage in the gap between the webs 118 of the transfer stamp 113 and passively or actively comb out the segment 16 held thereon from the transfer stamp 113 in the transfer station XB. If the transfer stamps 113 are stationary in the transfer station XB, it is advantageous for the storage station lever 117 itself carries out a movement towards the transfer stamps 113 and actively combs the segments 16 out of the lateral surfaces of the transfer stamps 113.
  • the storage lever 117 is driven to a periodic linear lifting movement by means of a drive device.
  • a transfer stamp 113 into the transfer station Removal device 111 and takes the segment 16 with it in the direction of its surface normal. Due to the direction of the removal movement of the segment 16, the lowest possible forces act on the segment 16, and a particularly gentle removal movement of the segment 16 can be realized.
  • the linear lifting movement of the storage lever 117 ends with the storage of the segment 16 in the receptacle 115 of the storage member 112.
  • the stroke of the lifting movement of the storage lever 117 is controlled so that the segment 16 is in the receptacle 115 without a falling movement and with the lowest possible pressure force is filed.
  • the stroke is controlled depending on the increasing stack height of the segments 16 stacked in the receptacle 115 by decreasing as the number of stacked segments 16 increases.
  • the receptacle 115 can also be driven to a lifting movement by means of a linear drive device after a segment 16 has been deposited, the stroke in this case corresponding to at least the thickness of the segment 16.
  • the stroke of the storage lever 117 can be selected to be constant.
  • the receptacle 115 in this case be moved by a stroke corresponding to the thickness of the segment 16 plus a slight additional travel of, for example, one millimeter from the location. taking device 111 is moved away. So that the segments 16 in this case are always deposited at the smallest possible distance from the stack surface, the storage lever 117 is driven to a lifting movement in this case, in which the stroke increases each time a segment 16 is deposited by the additional distance of in this case ideally is increased by one millimeter.
  • the receptacle 115 is additionally moved away from the removal device 111 by a factor corresponding to the number of stacked segments 16 times the additional path, so that an additional free space is formed into which the converter 114, described in more detail below, can enter without that a further movement of the recording 115 is required. If the additional path is 1 millimeter and the number of segments 16 in the stack is twenty, the receptacle 115 was then moved an additional twenty millimeters away from the removal device 111, i.e. away from the transfer station XB, and the converter 114 can be moved without any further movement the receptacle 115 can be moved into its holding position in the transfer station XB to support the subsequent segments 16.
  • a vacuum channel system extends in the storage lever 117.
  • the vacuum channel system has a supply channel.
  • Several branch channels branch off from the supply channel.
  • the branch channels are arranged leading away from the supply channel and towards a free surface of the storage lever 117.
  • vacuum lines 120 are provided in the storage lever 117, which can be seen in FIG.
  • the vacuum lines 120 open with their openings into the underside of the storage lever 117 into a take-over surface provided thereon.
  • the vacuum lines 120 are connected to an external, inherently flexible line of an external vacuum supply 121.
  • the vacuum supply 121 with negative pressure into the vacuum lines 120 of the storage lever 117 is controlled in such a way that the negative pressure is already present in the vacuum lines 120 when each segment 16 is fed into the receiving station XA via a transfer stamp 113, and the segment 16 is still over the in
  • the vacuum lines 122 of the transfer stamp 113 are held on the transfer stamp 113.
  • the storage lever 117 comes into contact with its underside in the transfer station
  • the segment 16 is thus briefly sucked towards its top side in the same direction in this case by the negative pressures acting in the vacuum lines 120, 122 of the transfer stamp 113 and the storage lever 117.
  • Only when the storage lever 117 holds the segment 16 above the negative pressure in its vacuum lines 120 is the negative pressure in the vacuum lines 122 of the transfer stamp 113 switched off.
  • the vacuum in the vacuum lines 122 of the transfer stamp 113 and the movement of the deposit lever 117 overlap, so that the segment 16 is pulled off from the deposit lever 117 against the vacuum that is still present in the vacuum lines 122 of the transfer stamp 113.
  • the segment 16 is therefore permanently exposed to a suction force, first from the removal device 111 and then from the storage lever 117.
  • the storage lever 117 places the segment 16 in one linear lifting movement into the receptacle 115 of the storage member 112. So that the storage lever 117 can carry out the linear lifting movement and that While segment 16 is still held by a negative pressure on the storage lever 117, the vacuum lines 120 are connected to an external vacuum supply via a flexible line 121. Thanks to the flexible line, the vacuum supply can also be achieved via the interface of the moving parts.
  • the storage lever 117 has a curved take-over surface on its upper side facing the segment 16 to be transported away, which is formed by the end faces of the webs of the storage lever 117. The curvature of the surface corresponds to the curvature of the transfer surface 123 of the transfer stamp 113, so that the webs of the storage lever
  • the transfer stamp 113 forms an almost continuous, homogeneous support surface when they engage in the spaces between the webs of the transfer stamp 113 in the engaged position. Due to the identical curvature, the transfer stamp 113 with the segment 16 held on it moves tangentially on the curved surface of the storage lever 117, and the storage lever comes into an engagement position in the spaces of the transfer stamp 113 between the segment 16 and the base body of the removal device 111. The segments 16 are sucked in during the rotational movement of the removal device 111 by negative pressure acting in the compressed air lines 122 of the transfer stamp 113 and held in a curved position on the surface of the transfer stamp.
  • Air lines 120 are also provided in the storage lever 117, which are also in the contact position of the storage lever 117 on the surface of the segment 16 are also subjected to negative pressure. This means that the segment 16 is announced and fixed at the same time for a very short period of time by the negative pressure acting in the pressure lift lines 120 of the storage lever 117 and the negative pressure acting in the compressed air lines 122 of the transfer stamp 113. Only when the storage lever 117 has taken over due to the negative pressure acting in its compressed air lines 120 is the negative pressure in the compressed air lines 122 of the transfer stamp 113 switched off and the storage lever 117 can transport the segment 16 away.
  • the negative pressure in the transfer stamp 113 can remain for a short period of time longer, so that the storage lever 117 has to pull the segment 16 against the force exerted by the negative pressure in the vacuum lines 122 from the transfer surface 123 of the transfer stamp 113.
  • Individual separator sheets or monocells with separator sheets can be considered as segments 16, with one or each separator sheet having a thickness of 8 to 25 pm, preferably 10 to 15 pm. With such thin separator sheets, very high specific energies and energy densities can be achieved with a very compact structure at the same time.
  • the cell stacking system 1 can be used for stacking anodes and/or cathodes and/or segments 16 or monocells with an anode, a cathode and two separator sheets with an electrode area of 2 x 4 cm for the production of tiny cells, in particular tiny pouch cells.
  • the cell stacking system 1 can also be used for stacking anodes and/or cathodes and/or segments 16 or monocells with an anode, a cathode and two separator sheets with an electrode area of 15 x 40 cm for the production of larger cells.
  • the takeover areas 123 of the takeover stamps 113 are dimensioned in such a way that that the segments 16 or the monocells can be taken over and transported over the entire or partial area.
  • Example dimensions of the anodes and/or cathodes are in the range from 100 x 50 mm to 200 x 100 mm, in particular from 120 x 60 mm to 180 x 90 mm with electrode areas from 800 mm 2 to 80,000 mm 2 , in particular in the range of 1200 mm2 to 60000 mm2 or 1800 mm2 to 36000 mm2 .
  • the webs 118 preferably form with their surfaces an area proportion of 30 to 70% of the surface of the transfer surfaces 123 of the transfer stamps 113, so that a segment 16 held thereon rests flatly on a transfer surface 123 with an area of 30 to 70% of its surface.
  • the segment 16 can be fixed to the transfer surfaces 123 via the negative pressure in the vacuum lines 122.
  • the proposed surface area is preferred in that it enables a gentle takeover and a gentle transport of the segments 16 while at the same time fixing the segments 16 in a precise position and an engagement of the storage lever 117 made possible by the spaces between the webs 118 with a lifting movement made possible thereby.
  • the storage lever 117 is driven to a periodic linear lifting movement by means of a drive device. During the movement of a transfer stamp 113, the deposit lever 117 reaches the transfer station XB with its webs 118 in the intermediate position. spaces between the webs 118 of the transfer stamp 113 under the segment 16 held thereon. To remove the segment 16, the storage lever 117 then carries out a linear lifting movement in the radial direction of the removal device 111 and thereby takes the segment 16 in the direction of its surface normal. Due to the direction of the removal movement of the segment 16, the lowest possible forces act on the segment 16, and a particularly gentle removal movement of the segment 16 can be realized.
  • the linear lifting movement of the storage lever 117 ends with the storage of the segment 16 in the receptacle 115 of the storage member 112.
  • the stroke of the lifting movement of the storage lever 117 is controlled so that the segment 16 is in the receptacle 115 without a falling movement and with the lowest possible pressure force is filed.
  • the receptacle 115 can also have vacuum lines which can be subjected to negative pressure, the openings of which are arranged in such a way that they generate a suction force on the segments 16 to be taken over when negative pressure is applied.
  • the segments 16 can then be placed in the transfer point II by switching off the negative pressure in the vacuum lines of the transfer stamp 113 arranged in the "6 o'clock position" and by sucking the segments 16 from the vacuum lines of the receptacle 115 from the removal device 111 into the receptacle 115 of the Storage member 112 can be transferred through the storage lever 117 in addition to the combing process described above.
  • This process of releasing the segments 16 from the transfer stamp 113 of the removal device 111 into the receptacle 115 of the storage member 112 is repeated until a predetermined height of the in. is exceeded via a suitable sensor device the stack of segments 16 built up in the receptacle 115 or the reaching of a predetermined number of segments 16 stacked in the receptacle 115 is recognized.
  • the lifting device 116 is then activated and the receptacle 115 with the stack of segments 16 is moved linearly from the receiving position into the delivery position to the removal device 3.
  • the number of segments 16 supplied and the number of segments 16 removed in previous ejection devices are also known, so that the lifting device 116 can also be activated when the predetermined number of segments to be stacked is reached 16 is recognized based on the number of stacked segments 16 known in the machine control.
  • the lifting device 116 is controlled during the storage of the segments 16 in the receptacle 115 in such a way that, after each deposit of a segment 16, the receptacle 115 is moved away from the removal device 111 by a distance which corresponds to the thickness of a segment 16 plus a small additional path. This allows the segments to be deposited very gently with the lowest possible fall height by selecting the delivery point of the segments 16 as close as possible above the surface by switching off the negative pressure in the vacuum lines 120 of the depositing lever 117. Furthermore, the receptacle 115 with the stack held therein is gradually moved away from the removal device 111 by controlling the lifting movement with each deposit of a segment 16, so that a new free space for depositing the subsequent segment 16 is created.
  • the additional path provided firstly achieves a certain safety reserve to compensate for tolerance deviations in the thicknesses of the segments 16 and the sequence of movements and secondly, in the sum of the additional paths after reaching the target stack height, a free space is provided, which simplifies or enables the retraction of the converter 114 into the holding position .
  • the storage lever 117 When depositing the segments 16 into the receptacle 115, the storage lever 117 carries out a stroke, which is increased by an additional path after each deposit of a segment 16, which ideally corresponds to the additional path of the stroke of the receptacle 115, and places the segment 16 by switching it off of the negative pressure in its vacuum lines 120 in a position as close as possible to the surface of the stack held in the receptacle 115.
  • the impulse acting on the segment 16 when it is deposited can be kept as low as possible.
  • the storage lever 117 has a curved outer surface to adapt to the outer surfaces of the transfer stamps 113, on which the segment 16 is held, while it has a flat, plane orientation when stacked in the receptacle 115.
  • the segment 16 When dispensing, the segment 16 must therefore additionally move from the curved position to the flat position, which in turn means that the edge sections have to travel a slightly larger distance when deposited. This uneven movement means that the segment 16 can tend to “flutter” when deposited.
  • the storage element 112 also has the converter 114, which can be moved from a standby position into a holding position, which is arranged in the holding position during the process of the receptacle 115 for transporting away the stacks and forms an intermediate support for depositing the segments 16, as in the left illustration of the figure 4 can be seen.
  • the provided converter 114 makes it possible to deposit the segments 16 even when the receptacle 115 filled with the previously assembled stack is moved into the delivery position to transfer the stack from the removal device 111 and thus to take over the segments 16 in the transfer station XB is not available. This enables an uninterrupted, i.e. continuous, delivery of the segments 16 from the removal device 111 with the high stacking rate this enables.
  • the converter 114 is present using the free space created due to the movement of the receptacle 115 and/or due to the between the transfer stamps 113 Free spaces moved from the ready position to the holding position.
  • the converter 114 is moved with its support surface into a space between the receptacle 115 and/or the stack of segments 16 built therein and the imaginary outer diameter of the transfer stamp 113, so that the next segment 16 from the next transfer stamp 113 is not placed on the stack the recording 115 but instead is placed on the support surface of the converter 114.
  • the converter 114 then forms an intermediate receptacle for depositing the segments 16.
  • the lifting device 116 is activated. activated and the receptacle 115 with the stack of segments 16 is moved vertically downwards from the receiving position into a delivery position assigned to the removal device 3 in a linear movement.
  • the segments 16 to be subsequently deposited are then not deposited in the receptacle 115, but instead on the converter 114, which is arranged in the holding position and is fixed during this phase. So that no pressure force is exerted on the segments 16 when depositing, the stroke of the depositing lever 117 is controlled depending on the increasing stack height of the segments 16 on the converter 114 by decreasing as the number of stacked segments 16 increases.
  • the converter 114 is specifically designed to move from the standby position to the holding position and vice versa by means of a joint mechanism.
  • the receptacle 115 is moved linearly in the direction of the surface normal of the segments 16 stacked to form the stack, so that as far as possible no transverse forces act on the stack and the segments 16 during this movement. This can ensure that the segments 16 stacked in exactly the right position individually and the stack in the exact position as a whole do not slip laterally. If this makes sense, the items added to the stack can Stacked segments 16 can also be additionally fixed to one another using tape.
  • the receptacle 115 and the converter 114 each have a support surface, which is formed by the surfaces of a plurality of identical webs 118 arranged parallel and equidistant from one another.
  • the converter 114 and the receptacle 115 engage with each other with their webs 118 during their movements to transfer the stacks of segments 16. So, after the stack has been delivered to the removal device 3, the receptacle 115 is moved back into the receiving position and its webs 118 come into engagement between the webs 118 of the converter 114.
  • the receptacle 115 and the converter 114 briefly form a common one in this position Support surface for the stack of segments 16 to be stacked.
  • the converter 114 is then moved from the holding position back to the standby position by moving laterally parallel to the webs 118 and thereby disengaging the webs 118 of the receptacle 115.
  • the stack is then supported exclusively by the support surface of the receptacle 115 and the further segments 16 are stacked onto the stack held in the receptacle 115 until the intended stacking height of the stack is reached and the process is repeated. Due to the proposed design of the support surfaces of the receptacle 115 and the converter 114 with the webs 118, the receptacle 115 can be moved back into the receiving position after the stack has been delivered without colliding with the converter 114 and/or without the storage that is currently taking place of the segments 16 on the converter 114. Furthermore, the converter 114 can thereby be moved from the holding position back to the ready position without the stack losing its support.
  • the webs of the transfer stamp 113, the converter 114 and the receptacle 115 each form a profiled surface with a structure which enables mutual engagement of the converter 114 with the transfer stamp 113 and the receptacle 115.
  • the webs of one part are each arranged corresponding to the spaces in the other part. So that the engagement movement can be carried out reliably, the spaces and the webs are dimensioned so that they interlock with play. Further, the lands and the spaces are aligned to align in the direction of engagement movement of the parts.
  • the removal device 111 is provided by a rotary body that can be driven to rotate and has at least two support zones that are spaced apart from one another in the circumferential direction (and fixed in the circumferential direction) and extend over a length Y in the circumferential direction for taking over the segments 16 at the transfer station XA educated.
  • the support zones are formed here by the takeover surfaces 123 of the takeover stamps 113.
  • free zones 124 extending over a length Z in the circumferential direction are provided, which in the present exemplary embodiment are each formed by a recess extending radially inwards and thereby form a free space.
  • the carrying zones are specifically designed to take over one segment 16 each, while the free zones are not designed to take over segments 16 and only deliberately form unused intermediate zones between the carrying zones, which are used to realize the different movement states of the removal device 111 and to take over and transfer the segments 16 are of importance.
  • the carrying zones and the free zones 124 are arranged in such a way that the removal device 111 passes the storage element 112 with a free zone 124 in a takeover phase at the takeover station XA, during which a segment 16 is taken over from a carrying zone.
  • the free zones 124 are realized here through recesses. Alternatively, they can also be formed by passive surfaces of the rotating body in general, which do not have vacuum lines and are therefore not designed to take over segments 16.
  • the free zones are characterized by the fact that they do not carry any segments 16 and therefore do not release any segments 16 into the transfer station XB. It is therefore not necessary that the removal device 111 meets special movement conditions in the takeover phase in which it passes the transfer station XB with the free zones 124 and its movement behavior can only be designed to take over the segment 16 in the transfer station XA.
  • the carrying zones and the free zones 124 are arranged such that while a carrying zone passes the transfer station XA, a free zone passes the transfer station XB, and while a carrying zone is aligned with the transfer station XB, a free zone is aligned with the transfer station XA.
  • the free zones 124 can have a greater length Z in the circumferential direction of the rotating body than the support zones, so that the angles of rotation during which the free zones 124 pass the transfer station XB and the transfer station XA are larger than the angles of rotation during which the support zones pass the transfer station XB and the Pass transfer station XA.
  • the free zone 124 has a length Z that spans the transfer station XA and the transfer station XB.
  • the length Y of one or each support zone can be smaller, equal to or greater than the length Z of one or each free zone 124. Furthermore, the lengths Z of the free zones 124 between the support zones can also be the same or different, whereby the advantages described above can be achieved.
  • the length Y of one or each supporting zone extending in the circumferential direction is greater than or equal to 20 mm, 50 mm, 60 mm, 90 mm or 100 mm.
  • the length Y of one or each supporting zone extending in the circumferential direction is less than or equal to 200 mm, 180 mm, 150 mm, 120 mm, 100 mm, 80 mm or 60 mm.
  • the extent of one or each support zone transverse to the length Y is greater than or equal to 40 mm, 50 mm, 60 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm, 150 mm, 180 mm or 300 mm.
  • the extent of one or each support zone transverse to the length Y is less than or equal to 400 mm, 350 mm, 300 mm, 250 mm, 200 mm, 150 mm, 130 mm, 120mm, 110mm, 100mm, 90mm, 80mm, 50mm or 40mm.
  • Drums with a cylindrical lateral surface can be used as rotating bodies, in which the supporting zones and the free zones 124 are formed by zones which are deliberately designed to carry or take over segments 16, while the free zones are not designed for this purpose and can also be referred to as passive zones. Furthermore, all bodies that take over the segments 16 in a rotational movement in the transfer station
  • the rotating body can also be designed as a rotor with several rotor arms, whereby one or each rotor arm can have a take-over surface at its free ends. Furthermore, one or each rotor arm can be provided with vacuum channels, which can open into the free ends of the rotor arms and in particular into the transfer surfaces arranged thereon.
  • the rotor arms of the rotor are positioned in a fixed position relative to one another in the direction of the orbit of the rotor, in particular fixed in their distance from one another in the direction of the orbit, in particular unchangeable in their distance in the direction of the orbit.
  • the removal device 3 has a large number of individually movable transport receptacles 119, which also have a support surface with identically designed webs 118 arranged parallel and equidistant from one another, the distances of which correspond to at least the width of the webs 118 of the receptacle 115. This allows the recording 115 to be in the storage position with its Immerse the webs 118 between the webs 118 of the transport receptacle 119 and place the stack on the support surface of the transport receptacle 119.
  • the individually movable transport holders are used to transport the stacks away for further processing.
  • the stacking processes and the frequency of the stacks to be transported away can be determined from the recordings 115 vary. This change in the transport frequency of the stacks to be removed can be taken into account by the individual movability of the transport holders 119 in conjunction with a corresponding control.
  • An important and independently inventive aspect of the present invention further consists in a sub-device of or in a cell stacking system described at the outset and a sub-method for producing cell stacks in a cell stacking system described at the outset, according to claim 31 or claim 35.
  • the supplied segments 16 of energy cells in a number A per unit of time are cleverly split into a number B per unit of time and a number C per unit of time.
  • the number B per unit of time can be advantageously transported further in a certain way and, so to speak, passed through and removed from the number A, after which the number C is already significantly reduced compared to the number A. This means that the number C is more easily accessible for orderly and precise stacking without hindering the flow of material.
  • the number B is then significantly reduced compared to the number A and is more easily accessible for orderly and precise stacking. In a certain way, a continuous, delay-free supply of divided partial streams to a cell stacking device 7 is made possible.
  • the stacking can be carried out in parallel in a certain way, after which high throughputs can be achieved.
  • An endless web EG of uncut segments 16 can be fed at high speed and the segments 16 cut from it can be further processed and stacked online.
  • a high stream of segments 16 can be ordered reliably and effectively, so to speak without stopping or interruption, transported further and advantageously divided into partial flows.
  • a stream of segments 16, for example cut online from an endless web EG, with a number of A per unit of time can, for example, be split up in such a way that every second segment 16 is taken from the stream and a stream of segments 16 is taken from the second segments 16 taken out the number B per unit of time is formed and a stream of segments 16 with the number C per unit of time is formed from the remaining segments 16.
  • the distance between two segments 16 can be larger or approximately equal to the length of a segment 16.
  • the distance between two segments 16 can be larger or approximately equal to the length of a segment 16.
  • a distance formed in the stream of segments 16 with the number B between two successive segments 16 makes it possible, during further processing, to provide a sequence of segments 16 in which the distance and an associated time interval during conveying of the stream of segments 16 can be used to access a segment 16.
  • one or more removal devices 111 of a cell stacking device 11 can be given sufficient time in the time interval between the end of a first conveyed segment 16 and the beginning of a second conveyed segment 16 to be moved again, in particular from a delivery or waiting position, into the take-over position become.
  • the process of splitting is somewhat similar to opening a zipper, in which, when closed, all the elements lie next to each other with virtually no distance and, after opening, have approximately the distance of one element between them.
  • the segments 16, in contrast to the zipper comparison have a certain distance in the current with the number of A per unit of time, in particular not lying edge to edge or end to end.
  • the splitting can also be imagined in such a way that in the stream of segments 16 with the number A, the segments 16 of the stream with the number B and the segments 16 of the stream with the number C lie alternately one behind the other, for example “yellow” and “red”. “Segments 16.
  • the stream is split into segments 16 with the number A and the segments 16 of the stream with the number B and the segments 16 of the stream with the number C are passed or passed according to their alternating sequence calmly.
  • a stream of “yellow” segments 16 with the number B per unit of time and a stream of “red” segments 16 with the number C would then be generated.
  • the segments 16 would each have a distance from one another that is greater than or approximately equal to the length of a segment 16.
  • the transport speed of the streams on segments 16 can be kept at least approximately the same with the number A per unit of time, the number B per unit of time and the number C per unit of time.
  • distances between the segments 16 in the streams “B” and “C” can be achieved in a simple manner without having to change the position of the segments 16 in the streams “B” and/or “C”, which Particularly gentle handling of the segments 16 is ensured and high throughputs are permitted.
  • the splitting of the segment stream of number A starting from the feed device 2 into two partial streams of number B and C makes it possible with a predetermined and limited stacking capacity. did a cell stacking device 11 increase the number A of supplied segments 16 per unit of time, in which the number A of supplied segments 16 are stacked in two separate and parallel cell stacking devices 11 with a correspondingly lower stacking rate.
  • the inflow of segments 16 in the number A can be divided into further partial flows of the number D, E, F, etc. and then stacked in parallel in further cell stacking devices 11.
  • the basic idea of dividing the inflow of the segments 16 into several cell stacking devices 11 thus enables a significantly higher conveying capacity of the segments 16 while at the same time stacking the segments 16 in the cell stacking devices 11 in a precisely positioned manner, since the stacking speed in the sense of a precisely positioned stacking is correspondingly smaller than the feed rate of the segments 16 can be designed via the feed device 2.
  • the number B of segments 16, which are fed to the second conveyor unit F2 in the first transfer area G1, is greater than the number C of segments 16, which are removed in the second delivery area G2.
  • the segments 16 are subjected to various quality tests and tests of the correct arrangement of the parts of the segments 16 relative to one another, such as contact tabs, fixing devices, etc., whereby if non-compliance with the quality specifications is detected, the segments 16 that are found to be “out of order”. be removed from the conveying process. This means that the number of segments 16 ultimately stacked is always slightly smaller than the number of segments 16 supplied is.
  • the segments 16 removed in the second delivery area G2 have already been completely checked, for example by means of a sensor device arranged between the first delivery area G1 and the second delivery area G2, so that the number C of removed segments 16 are completely stacked without further segments 16 being discharged become.
  • the segments 16 transferred in the second delivery area G2 subsequently pass through a further transport route, so that they can still slip slightly or be influenced in some other way, so that further tests and associated rejections of the segments 16 may subsequently be necessary. It therefore makes sense to dimension the number B of segments 16 transferred to the second delivery unit F2 in the first delivery area G1 to be larger than the number C of segments 16 delivered in the second delivery area G2.
  • the number B of segments corresponds to a multiple of the number C.
  • a structurally simple structure with correspondingly simple stacking can be achieved by providing a plurality of identical cell stacking devices 11. In the present case, four cell stacking devices 11 are provided, as can be seen in FIG. 1, so that the number B of segments 16 transferred in the first delivery area G1 corresponds to three times the number C of segments 16 transferred in the second delivery area G2.
  • the 1 can be operated by the proposed partial device and/or the proposed partial method with a high conveying rate of the segments 16 in the feed device 2 and at the same time a precisely positioned stacking of the segments 16 in the cell stacking devices 11, since the stacking rate of the segments 16 in the cell stacking devices 11 of the solution according to the invention is considerably lower than the feed rate of the segments 16 in the feed device 2.
  • the feed rate of the segments 16 in the feed device 2 corresponds to the number A, for example 400 segments 16 per unit of time, for example per minute, the number C in this case would be 100 Segments per minute and the number B can be 300 segments per minute. The reduction in segments 16 due to rejections due to quality defects is not taken into account here.
  • the proposed sub-device can be further improved as desired with the features of the proposed cell stacking system 1, with the parallel arrangement of the cell stacking devices 11 and their assignment to the four transfer drums 5 being particularly important, since this ensures a precisely positioned stacking of the product streams of the segments 16 divided by the sub-device enabled.
  • the proposed sub-method can also be further improved by a combination with the features of the proposed method for controlling a cell stacking system 1, since the proposed method contains essential suggestions as to how the cell stacking system 1 can be better controlled for stacking the partial flows formed by the sub-process .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zellstapelanlage (1) zum Stapeln von Segmenten (16) von Energiezellen, mit -einer Zuführeinrichtung (2), welche die Segmente (16) in einer Zuführgeschwindigkeit kontinuierlich zuführt, und -einer Abführeinrichtung (3), welche die Segmente (16) in Stapeln abführt, -wenigstens einer Zellstapelvorrichtung (11), welche die Segmente (16) von der Zuführeinrichtung (2) übernimmt und gestapelt an die Abführeinrichtung (3) übergibt, wobei -die Zellstapelvorrichtung (11) wenigstens eine Entnahmevorrichtung (111) und ein Ablageorgan (112) aufweist, und -das Ablageorgan (112) einen Umsetzer (114), einen Ablagehebel (117) und eine aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung und umgekehrt verfahrbare Aufnahme (115) umfasst, wobei -der Ablagehebel (117) die Segmente (16) von der Entnahmevorrichtung (111) abnimmt und in die in der Aufnahmestellung angeordnete Aufnahme (115) einlegt, und -der Umsetzer (114) aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegbar ist, wobei -der Umsetzer (114) während der Verfahrbewegung der Aufnahme (115) aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung in der Haltestellung angeordnet ist und eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente (16) bildet.

Description

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
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zellstapelanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 , ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Zellstapelanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 18, eine Teilvorrichtung einer oder in einer Zellstapelanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 31 und ein Teilverfahren beim Herstellen von Zellstapeln in einer Zellstapelanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 35.
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 Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern 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. Alternativ können die Segmente auch aus einem ersten Separatorblatt, einem Kathodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Anodenblatt gebildet sein. 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.
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 oder 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 angeordne- ten 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 bereits geschnittene 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. Die Monozellen werden dann 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 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 somit Anodenblätter und Kathodenblätter jeweils zu der Ober- und zu der Unterseite hin durch Separatorblätter abgedeckt sind und untereinander nicht im Kontakt stehen.
Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten der Energiezellen bzw. Energiespeicher ist es dabei wünschenswert, die hergestellten Segmente in einer möglichst hohen Fertigungsrate mit einer möglichst hohen Positionsgenauigkeit aufzustapeln.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zellstapelanlage, ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Zellstapelanlage, eine Teilvorrichtung und ein Teilverfahren bereitzustellen, welche ein Stapeln der Segmente in einer möglichst hohen Fertigungsrate ermöglichen soll, ohne dass dies einen nachteiligen Einfluss auf Positionsgenauigkeit der zueinander ausgestapelten Segmente zur Folge hat.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Zellstapelanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung einer Zellstapelanlage mit den Merkmalen von Anspruch 18 vorgeschlagen. Fer- ner werden zur Lösung der Aufgabe eine Teilvorrichtung nach Anspruch 31 und ein Teilverfahren nach Anspruch 36 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Nach Anspruch 1 wird zur Lösung der Aufgabe eine Zellstapelanlage zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen, mit
-einer Zuführeinrichtung, welche die Segmente in einer Zuführgeschwindigkeit kontinuierlich zuführt, und
-einer Abführeinrichtung, welche die Segmente in Stapeln abführt, und
-wenigstens einer Zellstapelvorrichtung, welche die Segmente von der Zuführeinrichtung übernimmt und gestapelt an die Abführeinrichtung übergibt, wobei vorgeschlagen wird, dass
-die Zellstapelvorrichtung wenigstens eine Entnahmevorrichtung und ein Ablageorgan aufweist, und
-das Ablageorgan einen Umsetzer, einen Ablagehebel und eine aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung und umgekehrt verfahrbare Aufnahme umfasst, wobei
-der Ablagehebel die Segmente von der Entnahmevorrichtung abnimmt und in die in der Aufnahmestellung angeordnete Aufnahme einlegt, und
-der Umsetzer aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegbar ist, wobei
-der Umsetzer während der Verfahrbewegung der Aufnahme aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung in der Haltestellung angeordnet ist und eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente bildet. Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass die Segmente von der Entnahmevorrichtung in der Zuführgeschwindigkeit der Zuführeinrichtung übernommen werden und dann in einer sanften Übergabebewegung von dem Ablageorgan mit dem Ablagehebel übernommen, gestapelt und an die Abführeinrichtung weitergegeben werden. Hierbei sind die bei der Übernahme der Segmente von dem Ablagehebel reduzierten auf die Segmente einwirkenden Querkräfte von besonderer Bedeutung, da die Segmente dadurch in dem Ablageorgan positionsgenauer zu den Stapeln aufgestapelt werden können. Weiter wird vorgeschlagen, dass das Ablageorgan einen aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegbaren Umsetzer aufweist, welcher während des Verfahrens der Aufnahme zum Abtransport der Stapel in der Haltestellung angeordnet ist und eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente bildet. Durch den vorgesehenen Umsetzer wird eine Ablage der Segmente auch dann ermöglicht, wenn die mit dem vorangehend fertig aufgebauten Stapel gefüllte Aufnahme zur Übergabe des Stapels von der Entnahmevorrichtung zu einem Abgabeort verfahren wird und damit zur Übernahme der Segmente in der Übergabestellung der Entnahmevorrichtung nicht zur Verfügung steht. Hierdurch kann eine ununterbrochene also kontinuierliche Abgabe der Segmente von der Entnahmevorrichtung an das Ablageorgan mit einer dadurch ermöglichten hohen Stapelrate ermöglicht werden. Damit die Segmente nur dann auf dem Umsetzer abgelegt werden, wenn die Aufnahme nicht in der Übergabestellung der Entnahmevorrichtung angeordnet ist, wird der Umsetzer aus der Haltstellung zurück in die Bereitschaftsstellung bewegt, sobald die Aufnahme wieder zurück in die Übergabestelle der Entnahmevorrichtung verfahren wurde. Damit wird der Stapelvorgang und insbesondere die Verfahrbewegung der Aufnahme aus der Übergabestellung heraus nicht durch den Umsetzer gestört oder eingeschränkt. Der Umsetzer wird dann aus der Bereit- Schaftsstellung in die Haltestellung bewegt, wenn eine vorbestimmte Anzahl der Segmente in der Aufnahme aufgestapelt sind, bzw. wenn eine vorbestimmte Stapelhöhe erreicht ist, und zwar unmittelbar nach dem Ablegen des letzten Segmentes auf den Stapel. Dabei wird der Umsetzer in den Ablageweg der Segmente eingefahren, so dass die Ablage des nächsten Segmentes auf den Stapel unterbrochen und das nächste Segment stattdessen auf dem Umsetzer abgelegt wird. Der Umsetzer übernimmt damit praktisch kurzzeitig die Funktion der Aufnahme, in dem er eine Zwischenablage bildet, bis die Aufnahme zurück in die Übergabestelle bewegt ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Entnahmevorrichtung durch eine drehbar angetriebene Trommel gebildet ist. Die Verwirklichung der Entnahmevorrichtung als drehbar angetriebene Trommel hat den Vorteil einer sehr hohen Übernahmegeschwindigkeit der Segmente von der Entnahmevorrichtung in einer kontinuierlichen Zuführbewegung. Ferner hat die Verwendung der drehbar angetriebenen Trommel den Vorteil einer sehr kompakten Bauform der Zellstapelanlage. Ferner kann als Zuführeinrichtung hierdurch ein Trommellauf verwendet werden, welcher eine Zuführung der Segmente in einer sehr hohen Zuführrate ermöglicht.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Trommel wenigstens einen, bevorzugt drei in identischen Winkeln zueinander angeordnete Übernahmestempel zur Aufnahme der Segmente aufweist, von denen der Ablagehebel die Segmente abnimmt. Durch die Übernahmestempel können die Segmente sehr sanft transportiert und übergeben werden. Sofern mehrere Übernahmestempel vorgesehen sind kann dadurch zusätzlich die Übernahmerate der Segmente durch die Trommel erhöht bzw. im Umkehrschluss kann die erforderliche Drehgeschwindigkeit der Trommel bei einer vorgegebenen Anzahl von zu übernehmenden Segmenten je Zeiteinheit reduziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Anzahl der Übernahmestempel ungerade ist. Hierdurch können die Übernahmestellung der Segmente von der Zuführeinrichtung und die Übergabestellung an das Ablageorgan gegenüberliegend also in einem Winkel von 180 Grad in Bezug zu der Drehachse der Trommel angeordnet werden, und es befindet sich immer ein Übernahmestempel in der Übernahmestellung, ohne dass ein anderer Übernahmestempel in der Übergabestellung und umgekehrt angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung können die Übernahmestellung und die Übergabestellung gegenüberliegend angeordnet werden, wodurch ein konstruktiv einfacher Aufbau der Zellstapelanlage ermöglicht wird, ohne dass zwei Übernahmestempel zeitgleich die Übernahmestelle und die Übergabestelle durchlaufen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Übernahmestempel jeweils eine im Querschnitt der Trommel kreisbogenabschnittsförmige Übernahmefläche aufweisen, und die Übernahmeflächen der Übernahmestempel im Querschnitt auf demselben Durchmesser angeordnet sind. Die Übernahmeflächen der Übernahmestempel bilden damit einen Übernahmeradius und durchfahren die Übernahmestelle und Übergabestelle damit auf einem identischen Durchmesser in Bezug zu der Trommel.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Entnahmevorrichtung während der Zuführung der Segmente periodisch verzögert und beschleunigt wird. Durch das Beschleunigen und Verzögern der Entnahmevorrichtung können die Segmente in unterschiedlichen Geschwindigkeiten von der Zuführeinrichtung übernommen und an das Ablageorgan übergeben werden. Dabei erfolgt die Übernahme der Segmente bevorzugt in einer hohen Geschwindigkeit zur Verwirklichung einer hohen Förderkapazität der Zuführeinrichtung und die Übergabe in einer geringeren Geschwindigkeit, um die Übergabe sanfter zu gestalten und insbesondere ein positionsgenaues Stapeln der Segmente zu ermöglichen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Ablageorgan eine linear verfahrbare Aufnahme aufweist, welche die Stapel in Richtung der Flächennormalen der Segmente der Abführeinrichtung zuführt. Durch die linear in die vorgeschlagene Richtung verfahrbare Aufnahme werden die Stapel bzw. die darin aufgestapelten Segmente ohne einwirkende Querkräfte abtransportiert. Hierdurch wird verhindert, dass die Segmente bzw. Stapel ihre positionsgenaue Anordnung während des Abtransportes wieder verlieren.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Ablageorgan eine Hubeinrichtung aufweist, welche die Aufnahme bei einer Aktivierung über eine lineare Führungseinrichtung verfährt. Durch die lineare Führungseinrichtung und die zugehörige Hubeinrichtung werden die Aufnahme und der darin gehaltene Stapel in einem vorbestimmten Verfahrweg abtransportiert, und die Aufnahme kann in einer sehr genau zu steuernden Bewegung nach dem Abgeben des Stapels zurück in die Übergabestelle der Entnahmevorrichtung zugeführt werden.
Weiter wird in diesem Fall vorgeschlagen, dass im Bereich der Hubeinrichtung wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche eine Eigenschaft des Stapels oder der Aufnahme detektiert. Der durch die Hubeinrichtung verwirklichte Verfahrweg der Aufnahme kann hierdurch zusätzlich zur Anordnung einer Sensoreinrich- tung genutzt werden, wobei die Führungseinrichtung den Verfahrweg der Aufnahme genau definiert und eine genaue Ausrichtung der Sensoreinrichtung zu der daran vorbeibewegten Aufnahme mit dem darin gehaltenen Stapel ermöglicht. Hierbei kann durch die Sensoreinrichtung z.B. die Position der Aufnahme oder das Passieren einer vorbestimmten Position durch die Aufnahme detektiert werden. Ferner können auch Eigenschaften des Stapels wie z.B. die Stapelhöhe, die Seitenflächen des Stapels oder auch die Anordnung und Ausrichtung des Stapels detektiert werden, so dass diese dokumentiert werden können oder fehlerhafte Stapel vor der weiteren Verarbeitung ausgeschleust werden können.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Hubeinrichtung die Aufnahme nach dem Ablegen eines Segmentes um eine Wegstrecke von der Entnahmevorrichtung weg verfährt, welche der Dicke des abgelegten Segmentes plus einem vorgegebenen Zusatzweg entspricht. Damit wird erstens sichergestellt, dass für das nachfolgend abzulegende Segment ein ausreichender Freiraum zwischen der Stirnseite des Stapels und der Entnahmevorrichtung vorhanden ist. Hierdurch kann das nachfolgende Segment abgelegt werden, ohne dass dabei eine Druckkraft auf das Segment ausgeübt wird. Ferner wird die Aufnahme um einen vorgegebene Zusatzweg verfahren, so dass der notwendige Freiraum in jedem auch unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen des Segmentes oder Toleranzen in dem Bewegungsablauf geschaffen wird. Ferner addiert sich der zusätzlich geschaffene Zusatzweg über die Anzahl der abgelegten Segmente zu einem vergrößerten Freiraum auf, welcher anschließend nach dem Erreichen der vorbestimmten Stapelhöhe in der Aufnahme das Einfahren des Umsetzers ermöglicht oder vereinfacht. Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass die Aufnahme und der Umsetzer jeweils eine Auflagefläche aufweisen, welche durch die Oberflächen von einer Mehrzahl von parallel und äquidistant zueinander angeordneten Stegen gebildet ist, und der Umsetzer und die Aufnahme während ihren Bewegungen zum Übergeben der Stapel der Segmente mit ihren Stegen ineinander eingreifen. Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Auflageflächen kann die Aufnahme nach dem Abgeben des Stapels zurück in die Übergabestelle verfahren werden, ohne dabei mit dem Umsetzer zu kollidieren. Die Aufnahme wird dabei beim Bewegen in die Übergabestelle mit den Stegen ihrer Auflagefläche zwischen die Stege der Auflagefläche des Umsetzers bewegt und ergänzt somit die Auflagefläche des Umsetzers zu einer vergrößerten Aufnahmefläche. Nachdem die Aufnahme wieder in der Übergabestelle angeordnet ist, wird der Umsetzer wieder aus der Haltestellung zurück in die Bereitschaftsstellung bewegt und übergibt dabei die bereits aufgestapelten Segmente an die Aufnahme. Der Stapel wird praktisch „umgesetzt“.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Abführeinrichtung mit einer Vielzahl von individuell verfahrbaren Transportaufnahmen vorgesehen ist, in welche das Ablageorgan die Stapel ablegt. Die individuell verfahrbaren Transportaufnahmen dienen dem Abtransport der Stapel zu einer weiteren Verarbeitung. Da die Segmente und die Stapel während des vorangegangenen Transports und/oder Stapelvorganges mittels einer oder mehrerer Sensoreinrichtungen auf die Einhaltung vorbestimmter Qualitätskriterien geprüft werden und bei Nichteinhaltung der Qualitätskriterien aus dem Produktionsvorgang ausgeschleust werden, können die Stapelvorgänge und die Frequenz der abzutransportierenden Stapel variieren. Diese Veränderung der Transportfrequenz der abzutransportierenden Stapel kann durch die individuelle Verfahrbarkeit der Transportaufnahmen in Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung berücksichtigt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Entnahmevorrichtung und/oder die Aufnahme des Ablageorgans eine oder mehrere mit Unterdrück beaufschlagbare Vakuumleitungen aufweisen, welche durch Anlegen von Unterdrück die Übernahme der Segmente durch die Entnahmevorrichtung von der Zuführeinrichtung und/oder durch das Ablageorgan von der Entnahmevorrichtung sowie den Transport auf der Entnahmevorrichtung unterstützen. Durch die mit Unterdrück beaufschlagbaren Vakuumleitungen kann die Übergabe der Segmente sowie der Transport der Segmente auf der Entnahmevorrichtung mit sehr geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften verwirklicht werden. Ferner können die auf die Segmente ausgeübten Kräfte sehr einfach durch An- und Abschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen gesteuert werden. So kann z.B. die Übernahme der Segmente durch die Entnahmevorrichtung von der Zuführeinrichtung sehr einfach dadurch gesteuert werden, indem der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Entnahmevorrichtung zugeschaltet und der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Zuführeinrichtung in eine Übergabepunkt abgeschaltet werden. Die Übergabe der Segmente von der Entnahmevorrichtung auf das Ablageorgan erfolgt dann analog dadurch, indem der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Entnahmevorrichtung abgeschaltet und der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Aufnahme des Ablageorgans zugeschaltet wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ablagehebel mittels einer Antriebseinrichtung zu einer periodischen Abführbewegung von der Entnahmevorrichtung angetrieben wird. Durch den periodischen Antrieb des Ablagehebels können die Segmente in einer sich wiederholenden Abfolge der Bewegung des Ablagehebels von der Entnah- mevorrichtung abgenommen und in die Aufnahme des Ablageorgans gestapelt werden.
Ferner kann eine besonders sanfte Übernahme und Stapelung der Segmente dadurch verwirklicht werden, indem die Abführbewegung des Ablagehebels durch eine lineare Hubbewegung gebildet ist. Die Bewegung des Ablagehebels ist dabei so ausgerichtet, dass die Segmente in Richtung ihrer Flächennormalen oder auch in Radialrichtung einer durch eine Trommel gebildeten Entnahmevorrichtung abgeführt werden, da dadurch keine Querkräfte auf die Segmente wirken. Die Hubbewegung des Ablagehebels kann z.B. durch einen Exzenterantrieb, einen Linearantrieb oder ähnliches verwirklicht werden
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ablagehebel während der Ablage der Segmente in die Aufnahme einen konstanten oder um einen vorgegebenen Zusatzweg zunehmenden Hub ausführt. Durch den identischen Hub kann der Bewegungsablauf des Ablagehebels vereinfacht werden. Soweit ein nachteiliger Einfluss der Stapelhöhe auf den Ablagevorgang vermieden werden soll, kann dies durch eine oben beschriebene Steuerung des Hubes der Aufnahme vermieden werden. Alternativ kann der Ablagehebel auch einen um einen vorgegebene Zusatzweg zunehmenden Hub von der Ablage eines Segmentes zu der Ablage des nächsten Segmentes ausführen. Dadurch ist der Hub des Ablagehebels an den Hub der Aufnahme angepasst, welche einen Hub entsprechend der Dicke eines Segmentes plus dem Weg eines Zusatzweges ausführt. Der Ablagehebel folgt damit der Aufnahme und die Vergrößerung des Abstandes der Oberfläche des Stapels zu dem vorherigen Ablagepunkt aufgrund des Verfahrens der Aufnahme um den Zusatzweg kann zumindest teilweise kompensiert werden. Im Idealfall sind der Zusatz- weg der Aufnahme und der Zusatzweg des Hubes des Ablagehebels gleich, so dass der Ablagepunkt der Segmente zu der Oberfläche des Stapels immer gleich ist. Der Ablagepunkt ist dabei so zu der Oberfläche des Stapels gewählt, dass die Segmente nur eine geringstmögliche im Idealfall keine Fallbewegung ausführen. Hierdurch können die auf die Segmente einwirkenden Kräfte weiter reduziert werden. Außerdem können hierdurch mögliche Relativbewegungen zwischen den Segmenten auf ein geringstmögliches Maß reduziert werden, wodurch wiederum ein abrasiver Verschleiß und die Partikelfreisetzung aus den Segmenten im Allgemeinen reduziert werden können.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ablagehebel während einer Ablage der Segmente auf den in der Haltstellung angeordneten Umsetzer einen um mindestens die Dicke der Segmente abnehmenden Hub ausführt. Durch den vorgeschlagenen abnehmenden Hub kann vermieden werden, dass auf das nachfolgend auf dem Umsetzer abzulegende Segment eine Druckkraft ausgeübt wird, ohne dass der Umsetzer eine Bewegung ausführen muss. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da der Umsetzer bereits speziell für den Bewegungsablauf aus der Bereitschaftsstellung in die Haltestellung und umgekehrt mittels einer geeigneten Mechanik und eines geeigneten Antriebes ausgelegt ist, so dass die Bewegung des Umsetzers in einer reinen Hubbewegung in Richtung der abzulegenden Segmente eine völlig neue Bewegung darstellt, welche wenn überhaupt nur mit einem sehr großen Aufwand neben der eigentlichen Bewegung zu realisieren ist. Sofern der Bewegungsablauf des Umsetzers aus der Bereitschaftsstellung in die Haltestellung bzw. umgekehrt hier zu einer Kompensation der Stapelhöhe genutzt werden würde, ist dadurch keine positionsgenaue Stapelung der Segmente in einem Block mit senkrechten Seiten möglich, sofern die Bewegung keine reine Hubbewegung ist. Aus diesem Grunde ist es bevorzugt, dass der Umsetzer während der Ablage der Segmente keine Bewegung ausführt und die Kompensation der Stapelhöhe in diesem Fall durch eine Veränderung des Hubes des Ablagehebels verwirklicht ist.
Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Steuerung einer Zellstapelanlage zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen nach Anspruch 18, mit
-einer Zuführeinrichtung, welche die Segmente in einer Zuführgeschwindigkeit kontinuierlich zuführt, und
-wenigstens einer Zellstapelvorrichtung, welche die Segmente (16) von der Zuführeinrichtung übernimmt und zu Stapeln aufeinanderstapelt, wobei
-die Zellstapelvorrichtung wenigstens eine Entnahmevorrichtung und ein Ablageorgan aufweist, und
-das Ablageorgan einen Umsetzer, einen Ablagehebel und eine aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung und umgekehrt verfahrbare Aufnahme umfasst, wobei
-der Ablagehebel die Segmente von der Entnahmevorrichtung abnimmt und in die in der Aufnahmestellung angeordnete Aufnahme einlegt, und
-der Umsetzer aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegt wird während die Aufnahme aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung und umgekehrt bewegt wird und in der Haltestellung eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente bildet.
Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist darin zu sehen, dass die Segmente von der Entnahmevorrichtung in der Zuführgeschwindigkeit der Zuführeinrichtung in einer kontinuierlichen Zuführung übernommen werden und dann durch die vorgeschlagene Ausbildung des Ablageorgans mit dem Ablagehebel, dem Umsetzer und der verfahrbaren Aufnahme möglichst sanft übergeben und gesta- pelt werden. Die Zellstapelanlage bildet aufgrund der vorgeschlagenen Steuerung eine Schnittstelle zwischen der kontinuierlichen Zuführung der Segmente über die Zuführeinrichtung und der Stapelung der Segmente, welche mit einer geringeren oder idealerweise ohne eine Quergeschwindigkeit der Segmente also ohne eine weitere T ransportgeschwindigkeit erfolgt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Entnahmevorrichtung eine steuerbare Antriebseinrichtung aufweist, welche derart gesteuert wird, dass die Entnahmevorrichtung zur Übernahme der Segmente von der Zuführeinrichtung beschleunigt und zur Übergabe der Segmente an das Ablageorgan verzögert wird. Durch die vorgeschlagene Steuerung der Antriebsbewegung der Entnahmevorrichtung kann die Entnahmevorrichtung sehr einfach zur Übernahme der Segmente in der höhen Zuführgeschwindigkeit der Zuführeinrichtung und gleichzeitig zu einer möglichst sanften Übergabe der Segmente an das Ablageorgan ausgelegt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Entnahmevorrichtung durch eine von der Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung angetriebene Trommel gebildet ist, und die Antriebseinrichtung die Drehbewegung der Trommel derart steuert, dass die Trommel die Segmente in einer Drehbewegung von der Zuführeinrichtung übernimmt und im Stillstand oder in einer verzögerten Drehbewegung an das Ablageorgan übergibt. Durch die vorgeschlagene Weiterbildung kann die Entnahmevorrichtung speziell zu einer Übernahme der Segmente von einer durch einen Trommellauf gebildeten Zuführeinrichtung ausgebildet werden, wodurch wiederum hohe Transportkapazitäten bei einem gleichzeitig sanften Transport der Segmente ermöglicht werden. Weiter wird vorgeschlagen, dass das Ablageorgan eine linear verfahrbare Aufnahme aufweist, und die linear verfahrbare Aufnahme aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung verfahren wird, wenn über eine Sensoreinrichtung das Erreichen einer vorbestimmten Stapelhöhe des Stapels in der Aufnahme erkannt wird. Die Aufnahme dient dem Abtransport des fertig gebildeten Stapels aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung und wird dabei zur Verwirklichung von möglichst geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften linear verfahren. Dabei wird die Aufnahme bevorzugt in Richtung der Flächennormalen der in der Aufnahme gestapelten Segmente linear verfahren, so dass auf die Segmente geringstmögliche Querkräfte beim Abtransport über die Aufnahme wirken. Dieser lineare Verfahrweg der Aufnahme stellt einen von dem Umsetzer unabhängigen Erfindungsgedanken dar, durch welchen der Stapelvorgang und der Abtransport auch unabhängig von dem Umsetzer verbessert werden kann.
Dabei ist es bevorzugt, dass die Hubeinrichtung die Aufnahme nach dem Ablegen eines Segmentes um eine Wegstrecke von der Entnahmevorrichtung weg verfährt, welche der Dicke des abgelegten Segmentes plus eines vorgegebenen Zusatzweges entspricht. Bezüglich der sich daraus ergebenden Vorteile wird auf die Beschreibung oben verwiesen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Umsetzer aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegt wird, bevor die verfahrbare Aufnahme aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung verfahren wird. Die Bewegung des Umsetzers und der Aufnahme überlappen sich in dieser Phase, so dass der Umsetzer eine Ablagefläche für die nachfolgenden Segmente bildet, bevor die Aufnahme aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung verfahren wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Umsetzer aus der Haltestellung in die Bereitschaftsstellung bewegt wird, nachdem die verfahrbare Aufnahme aus der Abgabestellung in die Aufnahmestellung verfahren wurde. Die Bewegung des Umsetzers und der Aufnahme überlappen sich auch in dieser Phase, so dass der Umsetzer erst zurück in die Bereitschaftsstellung bewegt wird, wenn sich die Aufnahme in der Aufnahmestellung befindet und die nachfolgenden Segmente aufnehmen kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Bewegung des Umsetzers in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder der Stellung der Aufnahme gesteuert wird. Hierdurch kann eine Kollision des Umsetzers und der Aufnahme während ihrer Bewegungsabläufe verhindert werden. Ferner kann dadurch die überlappende Bewegung besonders einfach gesteuert werden, indem die Bewegung des Umsetzers in die Bereitschaftsstellung oder die Bewegung der Aufnahme in die Abgabestellung erst dann aktiviert wird, wenn das jeweilige andere Teil den vorangegangenen Bewegungsvorgang abgeschlossen hat. Für ein möglichst effektives Zusammenspiel von Aufnahme und Umsetzer werden die Bewegungen der Aufnahme und des Umsetzers bevorzugt so zueinander gesteuert, dass immer mindestens die Aufnahme oder der Umsetzer in der Aufnahmestellung angeordnet sind und eine Ablagefläche für die abzulegenden Segmente bilden. Damit kann eine unterbrechungsfreie Ablage der Segmente verwirklicht werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme und der Umsetzer jeweils eine Auflagefläche aufweisen, welche durch die Oberflächen von einer Mehrzahl von parallel und äquidistant zueinander ange- ordneten Stegen gebildet ist, und der Umsetzer und die Aufnahme während ihren Bewegungen zum Übergeben der Stapel der Segmente mit ihren Stegen ineinander eingreifen. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann die Aufnahme sehr einfach in die Aufnahmestellung bewegt werden, während sich der Umsetzer noch in der Haltestellung befindet, indem die Aufnahme mit ihren Stegen zwischen die Stege des Umsetzers eingefahren wird, ohne mit diesem zu kollidieren.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ablagehebel mittels einer Antriebseinrichtung zu einer periodischen Abführbewegung von der Entnahmevorrichtung angetrieben wird. Durch die periodische Abführbewegung können die Segmente aufeinanderfolgend in einer identischen Abführbewegung von der Entnahmevorrichtung abgeführt werden. Dabei ist die periodische Abführbewegung bevorzugt eine lineare Hubbewegung mit möglichst geringen, auf die Segmente einwirkenden Querkräften.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Abführbewegung durch eine lineare Hubbewegung gebildet ist. Durch die vorgeschlagene Weiterbildung kann die Ablage der Segmente in der Aufnahme mit möglichst geringen auf die Segmente einwirkenden Druckkräften verwirklicht werden. Die Hubbewegung kann z.B. sehr einfach durch einen steuerbaren Exzenterantrieb mit einem variablen Hub oder auch eine steuerbare lineare Antriebseinrichtung verwirklicht sein.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ablagehebel während der Ablage der Segmente in die Aufnahme einen identischen oder einen um eine vorgegebene Zusatzwegstrecke zunehmenden Hub ausführt. Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ablagehebel während einer Ablage der Segmente auf den in der Haltstellung angeordneten Umsetzer zu einer Hubbewegung mit einem in der Abfolge der Segmente um mindestens die Dicke der Segmente abnehmenden Hub angetrieben wird.
Durch die vorgeschlagenen Verfahrensmerkmale der Bewegungen des Ablagehebels während der Ablage der Segmente auf den Umsetzer und in die Aufnahme kann eine besonders sanfte Ablage der Segmente erreicht werden. Der Umsetzer steht während der Ablage der Segmente still und bildet eine feste Auflagefläche. Damit wird der Stapel unter Verringerung des Abstandes der Stapeloberfläche zu dem Ablagehebel aufgebaut. Damit der Ablagepunkt der Segmente immer gleich und möglichst nahe der Oberfläche des Stapels ist, führt der Ablagehebel während dieser Ablage einen von der Ablage eines Segmentes zu der Ablage des nachfolgenden Segmentes abnehmenden Hub aus, wobei der Hub im Idealfall um die Dicke eines Segmentes reduziert wird. Bei der Ablage der Segmente in die Aufnahme kann der Hub gleichbleibend ausgebildet sein, sofern die Aufnahme jeweils eine Hubbewegung mit einem um die Dicke eines Segmentes zunehmenden Hub ausführt nachdem ein Segment abgelegt wurde. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Aufnahme nach dem Ablegen eines Segmentes ein Hub entsprechend der Dicke eines Segmentes plus einem vorgegebenen Zusatzweg ausführt. Hierdurch ist die Aufnahme nach dem Vollständigen Aufstapeln der vorbestimmten Anzahl der Segmente um einen Weg entsprechend der Anzahl der Segmente mal dem Zusatzweg von dem Ablagehebel bzw. der Entnahmevorrichtung weg verfahren, so dass ein Freiraum gebildet ist, in den der Umsetzer sofort einfahren kann, ohne dass die Aufnahme dazu eine weitere Bewegung ausführen muss. Damit der Ablagepunkt der Segmente bei dieser Hubbewegung der Auf- nähme nicht um den Zusatzweg vergrößert wird, führt der Ablagehebel ebenfalls eine Hubbewegung mit einem um einen Zusatzweg zunehmenden Hub aus, wobei der Zusatzweg des Ablagehebels und der Aufnahme im Idealfall gleich sind.
Weiter wird zur Lösung der Aufgabe eine Teilvorrichtung einer oder in einer Zellstapelanlage für Segmente von Energiezellen nach einem der Ansprüche 1 bis 17 vorgeschlagen, wobei
- die Zuführeinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, Segmente von Energiezellen in einer Anzahl A pro Zeiteinheit zuzuführen,
- eine erste Fördereinheit für Segmente vorgesehen ist, die der Zuführeinrichtung nachgeordnet ist,
- eine zweite Fördereinheit für Segmente vorgesehen ist, die der ersten Fördereinheit nachgeordnet ist, wobei
- die erste Fördereinheit ausgebildet und eingerichtet ist, die Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente von der Zuführeinrichtung zu übernehmen und eine Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente an einen ersten Abgabebereich und eine Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente an einen zweiten Abgabebereich zu transportieren, wobei
- die Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente in Richtung der zweiten Fördereinheit transportierbar und in dem Abgabebereich an die zweite Fördereinheit übergebbar vorgesehen ist, und wobei
- die Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente in dem zweiten Abgabebereich, insbesondere an eine Zellstapeleinrichtung, oder an eine Zellstapelvorrichtung, oder an eine oder an mehrere Entnahmevorrichtungen einer Zellstapeleinrichtung übergebbar vorgesehen ist, und
- insbesondere die Summe der Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente und der Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente kleiner oder gleich der Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente ist, vorgeschla- gen.
Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Teilverfahren beim Herstellen von Zellstapeln in einer Zellstapelanlage für Segmente von Energiezellen nach einem der Ansprüche 1 bis 17 vorgeschlagen, bei dem
- mittels der Zuführeinrichtung, welche ausgebildet und eingerichtet ist, Segmente von Energiezellen in einer Anzahl A pro Zeiteinheit zuzuführen, eine Anzahl A pro Zeiteinheit von Segmenten zugeführt wird,
- eine erste Fördereinheit für Segmente vorgesehen ist, die der Zuführeinrichtung nachgeordnet ist, Segmente fördert,
- eine zweite Fördereinheit für Segmente vorgesehen ist, die der ersten Fördereinheit nachgeordnet ist, Segmente fördert, wobei
- die erste Fördereinheit die Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente von der Zuführeinrichtung übernimmt und eine Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente an einen ersten Abgabebereich und eine Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente an einen zweiten Abgabebereich G2 transportiert, wobei
- die Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente in Richtung der zweiten Fördereinheit transportiert wird und in dem ersten Abgabebereich an die zweite Fördereinheit übergeben wird, und wobei
- die Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente in dem zweiten Abgabebereich, insbesondere an eine Zellstapeleinrichtung, oder an eine Zellstapelvorrichtung, oder an eine oder an mehrere Entnahmevorrichtungen einer Zellstapeleinrichtung übergeben wird und insbesondere
-die Summe der Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente und der Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente kleiner oder gleich der Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente ist. Sowohl die Teilvorrichtung als auch das Teilverfahren umfasst zwei Fördereinheiten und eine Aufteilung der zugeführten Segmente in zwei Teilströme. Sofern die Kapazität der Anlage erhöht oder die Anzahl der in den Teilströmen weitertransportierten Segmente reduziert werden sollen, können nach demselben Prinzip weitere parallel oder in Reihe zu den ersten beiden Fördereinheiten angeordnete Fördereinheiten vorgesehen werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zweite Fördereinheit als drehantreibbare Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel oder als in Wirkverbindung stehende Kombination einer ersten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Umkehrtrommel und einer zweiten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel, betrieben wird.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Teilvorrichtung und des vorgeschlagenen Teilverfahrens ist darin zu sehen, dass die Zellstapeleinrichtungen bzw. Entnahmevorrichtungen aufgrund der Aufteilung der zugeführten Segmente der Anzahl A auf die beiden Fördereinheiten entsprechend der geringeren Anzahl B und C jeweils in einer geringeren Stapelrate aufgestapelt werden als diese in der Anzahl A zugeführt werden. Damit kann die Förderrate der Zuführeinrichtung entsprechend hoch ausgelegt werden, und die Stapelrate kann gleichzeitig entsprechend gering für eine hohe Positionsgenauigkeit der aufgestapelten Segmente und damit der Stapel selbst ausgelegt werden.
Dabei ist die zweite Fördereinheit bevorzugt als drehantreibbare Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel oder als in Wirkverbindung stehende Kombination einer ersten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Umkehrtrom- mel und einer zweiten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel, ausgebildet, welche für sich sehr hohen Förderkapazitäten der Segmente ermöglichen. Insbesondere wird durch die Ausbildung der ersten Fördereinheit als drehantreibbare Fördereinheit eine kontinuierliche Zuführung und Abführung der Segmente zu der Fördereinheit und von dieser weg ermöglicht. Aufgrund der Drehbewegung der Fördereinheit können die dabei auf die Segmente wirkenden Kräfte insbesondere in Querrichtung auf ein geringstmögliches Maß reduziert werden, wodurch wiederum ein sehr positionsgenauer Transport der Segmente und damit auch die Bildung von sehr positionsgenauen Stapeln ermöglicht wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 : eine Herstellmaschine mit einer erfindungsgemäßen
Zellstapelanlage; und
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung der Zellstapelanlage mit einer Zellstapeleinrichtung und mehreren Zellstapelvorrichtungen in perspektivischer Ansicht; und
Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung der Zellstapelanlage im
Querschnitt mit eingezeichneten Drehrichtungen der Trommeln; und
Fig. 4 zwei Darstellungen einer Zellstapelvorrichtung mit jeweils einer in einer Übernahmestellung und einer in einer Übergabestellung angeordneten Entnahmevorrich- tung in perspektivischer Ansicht; und
Fig. 5 eine Entnahmevorrichtung In der Übernahmestellung mit einem Umsetzer in einer Haltestellung in Schnittdarstellung; und
Fig. 6 eine Entnahmevorrichtung In der Übernahmestellung mit einem Umsetzer in einer Haltestellung in perspektivischer Darstellung; und
Fig. 7 eine Entnahmevorrichtung In der Übergabestellung mit einem Umsetzer in einer Bereitschaftsstellung in Schnittdarstellung; und
Fig. 8 eine Entnahmevorrichtung In der Übergabestellung mit einem Umsetzer in einer Bereitschaftsstellung in perspektivischer Darstellung; und
In der Figur 1 ist eine Herstellmaschine mit einer erfindungsgemäßen Zellstapelanlage 1 mit einer ersten Zuführeinrichtung 2, einer Abführeinrichtung 3, einer vorgelagerten Schneideinrichtung 4 und einer zwischen der Zuführeinrichtung 2 und der Abführeinrichtung 3 angeordneten Zellstapeleinrichtung 7 dargestellt. Ferner umfasst die Herstellmaschine eine Zuführung von vier Endlosbahnen (E1-E4), wobei zwei der Endlosbahnen E1 und E3 aus einem Separatormaterial, eine Endlosbahn E2 aus einem Anodenmaterial und eine Endlosbahn E4 aus einem Kathodenmaterial gebildet ist. Die Endlosbahnen E2 und E4 des Kathodenmaterials und des Anodenmaterials werden jeweils mittels einer Schneideinrichtung zu Anoden und Kathoden in einer vorbestimmten Länge und/oder Breite geschnitten, welche dann nach dem Schneiden auf jeweils eine der Endlosbah- nen E1 und E3 des Separatormaterials aufgelegt werden. Dabei erfolgt das Zusammenführen so, indem zuerst die von der untersten Endlosbahn E4 abgeschnittenen Anoden oder Kathoden vereinzelt auf ein Transportband T aufgelegt werden, anschließend die darüberliegenden Endlosbahn E3 des Separatormaterials aufgelegt wird, und anschließend wiederum die von der Endlosbahn E2 abgeschnittenen Anoden oder Kathoden vereinzelt auf die Endlosbahn E3 des Separatormaterials aufgelegt werden, welche dann durch Auflegen der obersten Endlosbahn E1 des Separatormaterials an der Oberseite zu einer vierlagigen Endlosbahn EG abgedeckt werden. Diese vierlagige Endlosbahn EG mit den Anoden oder Kathoden an einer Oberseite wird dann einer Laminierungseinheit L zugeführt, in der diese durch thermische und/oder mechanische Energieeinwirkung zu einem festen Verbund miteinander verbunden werden. Sofern die vierlagige Endlosbahn EG einen anderen Aufbau aufweisen soll, können die Endlosbahnen E1 bis E4 auch anders angeordnet werden.
Die laminierte vierlagige Endlosbahn EG wird dann in der Herstellmaschine der Zellstapelanlage 1 zugeführt und in der Schneideinrichtung 4 in Segmente 16 einer vorbestimmten Länge und/oder Breite geschnitten, welche auch als Monozellen bezeichnet werden. Es ist aber auch denkbar, der Zellstapelanlage 1 in der Herstellmaschine doppellagige Segmente 16 aus lediglich einer Schicht eines Separatormaterials und einer Anode oder Kathode und/oder auch einlagige Segmente 16 zuzuführen, soweit diese entsprechend gestapelt weiterverarbeitet werden sollen.
Die Schneideinrichtung 4 ist hier durch ein Trommelpaar aus einer Schneidtrommel mit Schneidmessern und einer Gegentrommel mit Gegenmessern ausgebildet und schneidet die auf die Schneidtrom- mel oder die Gegentrommel geführte vierlagige Endlosbahn EG durch ein Abscheren der Schneidmesser an den Gegenmessern in Segmente 16 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 4 werden die geschnittenen Segmente 16 der Zuführeinrichtung 2 zugeführt. Die Zuführeinrichtung 2 ist durch einen Trommellauf mit mehreren Transporttrommeln gebildet, an denen die Segmente 16 z.B. durch Unterdrück gehalten werden. Sofern es sich bei der zugeführten Endlosbahn um eine vierlagige Endlosbahn EG handelt, entsprechen die davon geschnittenen Segmente 16 dann den eingangs beschriebenen Monozellen.
Die Zellstapelanlage 1 mit der Zellstapeleinrichtung 7 ist in der Figur 2 vergrößert gezeigt. Die Zuführeinrichtung 2 umfasst vier Übergabetrommeln 5 und drei zwischen jeweils zwei Übergabetrommeln 5 angeordnete Umkehrtrommeln 6, wobei in dem Ausschnitt der Figur 2 nur jeweils zwei davon zu erkennen sind. Ferner umfasst die Zellstapeleinrichtung 7 vier Zellstapelvorrichtungen 11 mit jeweils einer Entnahmevorrichtung 111 und einem zugehörigen Ablageorgan 112, von denen in dem Ausschnitt der Figur 2 nur jeweils zwei zu erkennen sind. Die Entnahmevorrichtung 111 ist als ein zu einer Drehbewegung angetriebener Rotationskörper z,B. in Form einer Trommel ausgebildet und weist drei in Winkeln von 120 Grad zueinander ausgerichtete Tragzonen in Form von Übernahmestempeln 113 auf. Die Übernahmestempel 113 weisen eine Außenfläche auf, die in ihren Außenabmaßen wenigstens der Außenform der Segmente 16 entspricht oder auch größer als diese bemessen sein kann. Die Übernahmestempel 113 weisen in ihrem Querschnitt senkrecht durch die Drehachse der Entnahmevorrichtung 111 eine kreisbo- genabschnittsförmige Kontur mit jeweils gleichen Radien auf, so dass sie sich zu einem virtuellen Kreis ergänzen. Ferner sind die Entnahmevorrichtungen 111 mit ihren Übernahmestempeln 113 so angeordnet und in den Radien bemessen, dass sie bei der Drehbewegung mit den Außenflächen der Übernahmestempel 113 die Mantelflächen der Übergabetrommel 5 mit einem wenigstens der Dicke der Segmente 16 entsprechenden Spalt tangieren. Dabei ist die Drehbewegung der Entnahmevorrichtung 111 so zu der jeweiligen Übergabetrommel 5 gesteuert, dass die Übernahmestempel 113 während des Umlaufens jeweils genau ein Segment 16 von der Übergabetrommel 5 übernehmen. Hierzu wird die Bewegung der Entnahmevorrichtung 111 so gesteuert, dass die Mantelflächen der Übernahmestempel 113 in dem Punkt des kürzesten Abstandes zu der Übergabetrommel 5, welcher der Übernahmestation XA entspricht, eine der Umfangsgeschwindigkeit der auf der Übergabetrommel 5 gehaltenen Segmente 16 entsprechende Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, und die Segmente 16 im Idealfall ohne eine Relativgeschwindigkeit in Umfangsrichtung von den Übernahmestempeln 113 übernommen werden.
Die Mantelflächen der Übernahmestempel 113 weisen in Umfangsrichtung mindestens eine Kreisbogenlänge auf, welche der in Umfangsrichtung der Übergabetrommel 5 gerichteten Breite der Segmente 16 entsprechen, so dass die Segmente 16 von den Übernahmestempeln 113 vollflächig übernommen werden. Ferner weisen die Übernahmestempel 113 hierzu auch in Axialrichtung der Entnahmevorrichtung 111 eine Länge auf, welche mindestens der Länge der Segmente 16 in Axialrichtung der Entnahmetrommel 5 entspricht. Die Übernahmestempel 113 weisen eine kammartige Struktur mit einer Mehrzahl von parallel zueinander und in Umfangsrichtung gerichteten Stegen auf, zwischen denen jeweils Spalte mit einer kon- stanten und identischen Weite angeordnet sind. Die Stirnseiten der Stege bilden dann zusammen die Mantelflächen der Übernahmestempel 113.
Die Übernahmestempel 113 bilden jeweils an ihren Außenseiten eine Übernahmefläche 123, welche aufgrund der Mehrzahl der Übernahmestempel 113 durch Freizonen 124 voneinander getrennt sind
In den Stegen der Übernahmestempeln 113 sind Vakuumleitungen 122 vorgesehen, welche mit Unterdrück beaufschlagbar sind und mit ihren Öffnungen in die stirnseitigen Mantelflächen der Stege bzw. Übernahmestempel 113 münden. Ferner können auch in den Mantelflächen der Übergabetrommeln 5 entsprechende Öffnungen von mit Unterdrück beaufschlagbaren Vakuumleitungen vorgesehen sein. Die Segmente 16 werden dann durch das Anlegen von Unterdrück in den Vakuumleitungen an den Mantelflächen der Übergabetrommeln 5 gehalten und durch Abschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen der Übergabetrommel 5 und durch Anschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen 122 des die Übernahmestation XA durchlaufenden Übernahmestempels 113 von der Entnahmevorrichtung 111 übernommen, wie in der linken Darstellung der Figur 4 zu erkennen ist.
Die Umlaufbewegung der Entnahmevorrichtungen 111 und damit der Übernahmestempel 113 ist so gesteuert, dass sie die Segmente 16 in einer vorbestimmten Abfolge von den Übergabetrommeln 5 übernehmen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Zellstapelvorrichtungen 11 in der Zellstapeleinrichtung 7 vorgesehen, so dass jede der Zellstapelvorrichtungen 11 Segmente 16 in einer festen Abfolge in einem Viererrhythmus von der Zuführeinrichtung 2 übernimmt. Damit übernimmt die der ersten Übergabetrommel 5 zu- geordnete erste Entnahmevorrichtung 111 der ersten Zellstapelvorrichtung 11 bei einem Umlauf mit einem ihrer Übernahmestempel 113 in einem Rhythmus jeweils die ersten Segmente 13 einer Vierergruppe von der ersten Übergabetrommel 5. Anschließend werden die auf der ersten Übergabetrommel 5 verbleibenden Segmente 16 der Vierergruppe von der ersten Umkehrtrommel 6 übernommen und weiter auf die zweite Übergabetrommel 5 übergeben. Aufgrund der Übergabe der Segmente 16 über die Umkehrtrommel 6 auf die zweite Übergabetrommel 5 werden die Segmente 16 dabei einmal um ihre parallel zu den Drehachsen der Übergabetrommel 5 und der Umkehrtrommel 6 gerichteten Längsachsen gedreht, so dass sie auf der zweiten Übergabetrommel 5 mit derselben Oberseite nach außen gerichtet sind wie auf der ersten Übergabetrommel 5. Die zweite Zellstapelvorrichtung 11 entnimmt dann in gleicher Weise mit den Übernahmestempeln 113 der zweiten Entnahmevorrichtung 111 jeweils die zweiten Segmente 16 der Vierergruppe von der zweiten Übergabetrommel 5, wie in der Figur 2 zu erkennen ist. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis schließlich die vierte Zellstapelvorrichtung 11 die letzten Segmente 16 der Vierergruppe von der vierten Übergabetrommel 5 entnimmt und sämtliche Segmente 16 von der Vierergruppe von den Zellstapelvorrichtungen 11 übernommen wurden. Da jede der Entnahmevorrichtungen 111 drei Übernahmestempel 113 aufweist, werden die Segmente 16 von den Übernahmestempeln 113 aus der Zuführung in drei Vierergruppen entnommen, bis sämtliche Segmente 16 nach der Übergabe durch die letzte Übergabetrommel 5 entnommen wurden.
In der Figur 4 ist eine erfindungsgemäße Zellstapelvorrichtung 11 mit einem erfindungsgemäßen Ablageorgan 112 in einer vergrößerten Darstellung in zwei verschiedenen Stellungen zu erkennen. Die Entnahmevorrichtung 111 ist zwischen der Übergabetrommel 5 und dem Ablageorgan 112 angeordnet und übernimmt die Segmente 16 von der Übergabetrommel 5 nach dem oben beschriebenen Ablauf. Die Entnahmevorrichtung 111 wird zu einer Drehbewegung im Uhrzeigersinn angetrieben, wie auch anhand der Pfeilrichtung in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist. Während des Übernehmens jeweils eines der Segmente 16 befindet sich die Entnahmevorrichtung 111 mit einem ihrer Übernahmestempel 113 in der „12-Uhr-Position“ und durchläuft mit diesem die Übernahmestation XA wie in der linken Darstellung der Figur 4 zu erkennen ist. Diese Stellung der Entnahmevorrichtung 111 mit einem in der „12-Uhr-Position“ angeordneten Übernahemstempel 113 wird im Sinne der Erfindung auch als die Übernahmestellung der Entnahmevorrichtung 111 bezeichnet. Der Übernahmestempel 113, welcher das Segment 16 der vorangegangenen Vierergruppe der Entnahmetrommel 5 übernommen hat, befindet sich in dieser Stellung in der „4-Uhr-Position“. Die Entnahmevorrichtung 111 dreht in dieser Übernahmestellung mit einer Umfangsgeschwindigkeit der Mantelflächen der Übernahmestempel 113, welche der Umfangsgeschwindigkeit der Segmente 16 auf der Übergabetrommel 5 entspricht und übernimmt mit dem in der „12- Uhr-Position“ angeordneten Übernahmestempel 113 gerade ein Segment 16. Ein weiterer Übernahmestempel 113 befindet sich in der „8-Uhr-Position“, welcher kein Segment 16 trägt also eine freie Mantelfläche aufweist, da er gerade ein Segment 16 an das Ablageorgan 112 abgegeben hat. Die Entnahmevorrichtung 111 befindet sich dabei in einer Stellung, in der sie das Ablageorgan 112 mit einer Freizone 124 in Form eines Freiraumes passiert, so dass in dieser Übernahmestellung eine Kollision der Entnahmevorrichtung 111 mit dem Ablageorgan 112 ausgeschlossen ist und/oder das Ablageorgan 112 mit seinen Teilen Bewegungen zu der Entnahmevorrichtung 111 ausführen kann. Zur Übergabe des Segmentes 16 von dem in der Übernahmestellung der Entnahmevorrichtung 111 in der „4-Uhr-Position“ befindlichen Übernahmestempel 113 wird die Entnahmevorrichtung 111 während der weiteren Drehbewegung verzögert, bis die Entnahmevorrichtung 111 mit dem vormals in der „4-Uhr-Position“ angeordneten Übernahmestempel 113 in der „6-Uhr-Position“ angeordnet ist und die Übergabestation XA durchläuft, wie in der rechten Darstellung der Figur 4 zu erkennen ist.
Die Übergabestation XB ist die Stelle des kürzesten Abstandes zwischen der Mantelfläche des übergebenden Übernahmestempels 113 und des Ablageorgans 112. Da die Anzahl der Übernahmestempel 113 ungerade ist, kann die Übergabestation XB in die ,,6-Uhr- Position“ gegenüberliegend zu der Übernahmestation XA in der „12- Uhr-Position“ angeordnet werden, ohne dass zwei der Übernahmestempel 113 zeitgleich die Übernahmestation XA und die Übergabestation XB II passieren. Die Stellung der Entnahmevorrichtung 111 mit dem in der „6-Uhr-Position“ angeordneten Übernahmestempel 113 wird im Sinne der Erfindung auch als Übergabestellung der Entnahmevorrichtung 111 bezeichnet.
Die Entnahmevorrichtung 111 wurde während dieser Drehbewegung soweit verzögert, dass die Entnahmevorrichtung 111 in der Übergabestellung mit einer sehr viel geringeren Umfangsgeschwindigkeit dreht oder sogar für einen sehr kurzen Moment stillsteht. Das Segment 16 wird in der Übergabestellung der Entnahmevorrichtung 111 von dem in der „6-Uhr-Position“ angeordneten Übernahmestempel 113 an das nachfolgend noch näher erläuterte Ablageorgan 112 abgegeben. Da der Übernahmestempel 113 in dieser Stellung mit einer sehr viel geringeren Umfangsgeschwindigkeit dreht oder im Idealfall sogar stillsteht, wird das Segment 16 mit sehr viel geringeren Quer- kräften übergeben, als dies ohne eine Verzögerung der Entnahmevorrichtung 111 möglich wäre. Für den Fall, dass die Entnahmevorrichtung 111 stillsteht, wird das Segment 16 sogar ohne jegliche Querkräfte an das Ablageorgan 112 allein in einer Bewegung in Richtung der Flächennormale des Segmentes 16 an das Ablageorgan 112 übergeben. Dadurch werden die Segmente 16 bei der Übergabe mit möglichst geringen Querkräften belastet und können dadurch mit einer sehr hohen Positionsgenauigkeit nachfolgend zu einem Stapel aufgestapelt werden.
Ferner befindet sich der dritte freie Übernahmestempel 113 in dieser Stellung der Entnahmevorrichtung 111 also der Übergabestellung im Stillstand und/oder bei der geringen Drehgeschwindigkeit in der „10- Uhr-Position“ und in einem Winkel von 60 Grad zu der Übernahmestation XA der Übergabetrommel 5 in der „12-Uhr-Position“. Da der freie Übernahmestempel 113 in der Übernahmestellung der Entnahmevorrichtung 111 wieder die Umfangsgeschwindigkeit der Segmente 16 auf der Übergabetrommel 5 aufweisen muss, wird die Entnahmevorrichtung 111 anschließend wieder beschleunigt, bis der vormals in der „10-Uhrposition“ befindliche freie Übernahmestempel 113 in der „12-Uhrposition“ die Übernahmestation XA mit der Mantelgeschwindigkeit der auf der Übergabetrommel 5 zugeführten Segmente 16 durchläuft und ein Segment 16 übernimmt.
Die Entnahmevorrichtung 111 in Form des zu einer Drehbewegung angetriebenen Rotationskörper mit den drei in einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordneten Übernahmestempeln 113 wird also in einer sich widerholenden Abfolge beschleunigt und verzögert, wobei der Rotationskörper während eines Umlaufes entsprechend der Anzahl der Übernahmestempel 113 dreimal verzögert und dreimal beschleunigt wird. Die Entnahmevorrichtung 111 kann auch eine gerade Anzahl von Übernahmestempeln 113 aufweisen, wobei in diesem Fall die Übernahmestation XA und die Übergabestation XB anders gelegt werden müssen z.B. in die „12-Uhr-Position“ und die „4-Uhr-Position“, da aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Bewegungszustände der Entnahmevorrichtung 111 bei der Übernahme und der Übergabe der Segmente 14 es nicht möglich ist, dass ein Segment 16 zeitgleich zu einer Übernahme eines zweiten Segmentes 16 übergeben wird, dass also nicht zwei Übernahmestempel 113 zeitglich die Übernahmestation XA und die Übergabestation XB durchlaufen. Daher ist es vorteilhaft eine ungerade Anzahl von Entnahmestempeln 113 vorzusehen, da die Übernahmestation XA und die Übergabestation XB dadurch gegenüberliegend also in der „12-Uhr-Position“ und der „6-Uhr-Position“ und damit in einem Winkel von 180 Grad zueinander angeordnet werden können, wie in den beiden Darstellungen der Figur 4 zu erkennen ist. Die Bewegung der Entnahmevorrichtung 111 wird hier so gesteuert, dass die Entnahmevorrichtung 111 insgesamt verzögert und beschleunigt wird, ohne dass sich dabei die Abstände der Übernahmestempel 113 zueinander verändern. Die Entnahmevorrichtung 111 ist hier durch eine zu einer Rotation angetriebenen Rotationskörper in Form einer Trommel gebildet, so dass die Übernahmestempel 113 in diesem Fall während der Drehbewegung in unveränderlichen Winkeln zueinander angeordnet sind. Die Übernahmestempel 113 sind hier äquidistant in identischen Winkeln zueinander angeordnet und werden zusammen mit dem Grundkörper der Entnahmevorrichtung 111 angetrieben. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die oben beschriebene Beschleunigung und Verzögerung der Segmente 16 in die Übergabestation XB und die Übernahmestation XA allein durch eine einzige Steuerung der Bewegung der Entnahmevorrichtung 111 realisiert ist, während die Übernahmestempel 113 selbst keine individualisierte gesteuerte Bewegung ausführen, sondern stattdessen als Baugruppe verzögert und beschleunigt werden. Hierdurch kann die gesamte Steuerung und der konstruktive Aufbau vereinfacht werden. Insbesondere bedürfen die Übernahmestempel 113 keinerlei gesonderte beweglicher Lagerung an der Entnahmevorrichtung 111. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, die Übergabestation XB in die „6-Uhr-Position“ also unterhalb der Entnahmevorrichtung 111 anzuordnen, da die Übergabe der Segmente 16 dadurch nicht gegen die wirkende Schwerkraft erfolgt und sogar durch diese noch unterstützt wird.
Das Ablageorgan 112 weist eine mittels einer Hubeinrichtung 116 linear verfahrbare Aufnahme 115 auf, wobei die Bewegung der Aufnahme 115 durch eine Aktivierung der Hubeinrichtung 116 ausgelöst und mittels einer Führungseinrichtung z.B. einer Führungsstange geführt wird. Die Aufnahme 115 ist zwischen einer Aufnahmestellung und einer Abgabestellung linear verfahrbar, wobei die Aufnahmestellung der Aufnahme 115 möglichst dicht zu der Übergabestation XB der Segmente 16 angeordnet ist, während die Abgabestellung der Aufnahme 115 einer entfernteren, der Abführeinrichtung 3 zugeordneten Position der Aufnahme 115 entspricht.
Ferner weist das Ablageorgan 112 einen Ablagehebel 117 mit einer kammartigen Struktur mit einer Mehrzahl von parallel zueinander gerichteten Stegen 118 auf, welche in der Breite und Anordnung so bemessen sind, dass sie bei dem Umlaufen der Entnahmevorrichtung 111 aufgrund ihrer Stellung oder durch eine aktive Bewegung zum Eingriff in die Spalte zwischen den Stegen 118 der Übernahmestempel 113 gelangen und das daran gehaltene Segment 16 in der Übergabestation XB passiv oder aktiv von dem Übernahmestempel 113 auskämmen. Sofern die Übernahmestempel 113 in der Übergabestation XB stillstehen, ist es vorteilhaft, dass der Ablage- hebel 117 selbst eine Bewegung zu den Übernahmestempeln 113 ausführt und die Segmente 16 aktiv aus den Mantelflächen der Übernahmestempel 113 auskämmt. Der Ablagehebel 117 wird dabei mittels einer Antriebseinrichtung zu einer periodischen linearen Hubbewegung angetrieben. Dabei gelangt der Ablagehebel 117 während der Bewegung eines Übernahemstempels 113 in die Übergabestation XB mit seinen Stegen in die Zwischenräume zwischen die Stege des Übernahmestempels 113 unter das daran gehaltene Segment 16. Zum Abführen des Segmentes 16 führt der Ablagehebel 117 dann eine lineare Hubbewegung in Radialrichtung der Entnahmevorrichtung 111 aus und nimmt dabei das Segment 16 in Richtung seiner Flächennormale mit. Dabei wirken aufgrund der Richtung der Abführbewegung des Segmentes 16 möglichst geringe Kräfte auf das Segment 16, und es kann eine besonders sanfte Abführbewegung des Segmentes 16 realisiert werden. Die lineare Hubbewegung des Ablagehebels 117 endet mit der Ablage des Segmentes 16 in der Aufnahme 115 des Ablageorgans 112. Dabei ist der Hub der Hubbewegung des Ablagehebels 117 so gesteuert, dass das Segment 16 möglichst ohne eine Fallbewegung und mit einer geringstmöglichen Druckkraft in der Aufnahme 115 abgelegt wird. Hierzu wird der Hub in Abhängigkeit von der zunehmenden Stapelhöhe der in der Aufnahme 115 gestapelten Segmente 16 gesteuert, indem er mit zunehmender Anzahl der gestapelten Segmente 16 abnimmt. Alternativ kann auch die Aufnahme 115 nach der Ablage eines Segmentes 16 mittels einer linearen Antriebseinrichtung zu einer Hubbewegung angetrieben werden, wobei der Hub in diesem Fall mindestens der Dicke des Segmentes 16 entspricht.
Dadurch kann der Hub des Ablagehebels 117 konstant gewählt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Aufnahme 115 in diesem Fall um einen Hub entsprechend der Dicke des Segmentes 16 plus einen geringfügigen Zusatzweg von z.B. einem Millimeter von der Ent- nahmevorrichtung 111 weg verfahren wird. Damit die Segmente 16 in diesem Fall immer in einem gleichbleibenden möglichst kleinen Abstand zu der Stapeloberfläche abgelegt werden, wird der Ablagehebel 117 in diesem Fall zu einer Hubbewegung angetrieben, bei der der Hub bei jeder Ablage eines Segmentes 16 um den Zusatzweg von in diesem Fall idealerweise einem Millimeter vergrößert wird. Durch die vorgeschlagene Lösung ist die Aufnahme 115 zusätzlich um einen Faktor entsprechend der Anzahl der aufgestapelten Segmente 16 mal dem Zusatzweg weg von der Entnahmevorrichtung 111 verfahren, so dass zusätzlich ein Freiraum gebildet wird, in den der nachfolgend noch näher beschrieben Umsetzer 114 einfahren kann, ohne dass hierzu eine weitere Bewegung der Aufnahme 115 erforderlich ist. Sofern der Zusatzweg 1 Millimeter beträgt, und die Anzahl der Segmente 16 in dem Stapel zwanzig ist, wurde die Aufnahme 115 dann zusätzlich um zwanzig Millimeter weg von der Entnahmevorrichtung 111 also weg von der Übergabestation XB verfahren, und der Umsetzer 114 kann ohne eine weitere Bewegung der Aufnahme 115 zur Auflage der nachfolgenden Segmente 16 in seine Haltestellung in der Übergabestation XB verfahren werden.
In dem Ablagehebel 117 erstreckt sich ein Vakuumkanalsystem. Das Vakuumkanalsystem weist einen Versorgungskanal auf. Von dem Versorgungskanal zweigen mehrere Abzweigkanäle ab. Die Abzweigkanäle sind weg von dem Versorgungskanal und hin zu einer freien Oberfläche des Ablagehebels 117 führend angeordnet.
In dem Ablagehebel 117 sind mehrere Vakuumleitungen 120 vorgesehen, welche in der Figur 7 zu erkennen sind. Die Vakuumleitungen 120 münden mit ihren Öffnungen in die Unterseite des Ablagehebels 117 in eine daran vorgesehene Übernahmefläche. Außerdem sind die Vakuumleitungen 120 mit einer externen, in sich flexiblen Leitung einer externen Vakuumzufuhr 121 verbunden. Die Vakuumzufuhr 121 mit Unterdrück in die Vakuumleitungen 120 des Ablagehebels 117 wird so gesteuert, dass der Unterdrück in den Vakuumleitungen 120 bereits anliegt, wenn jeweils ein Segmente 16 über einen Übernahmestempel 113 in die Übernahmestation XA zugeführt wird, und das Segment 16 noch über den in den Vakuumleitungen 122 des Übernahmestempels 113 wirkenden Unterdrück an dem Übernahmestempel 113 gehalten wird. Der Ablagehebel 117 gelangt in der Übernahmestation XA mit seiner Unterseite an der Oberseite des Segmentes 16 zur Anlage, welches zu diesem Zeitpunkt noch über den in den Vakuumleitungen 122 des Übernahmestempels 113 über dieselbe Oberfläche angesaugt wird. Das Segment 16 wird damit kurzzeitig durch die wirkenden Unterdrücke in den Vakuumleitungen 120, 122 des Übernahmestempels 113 und des Ablagehebels 117 zeitglich und in dieselbe Richtung in diesem Fall zu seiner Oberseite hin angesaugt. Erst wenn der Ablagehebel 117 das Segment 16 über den Unterdrück in seinen Vakuumleitungen 120 hält, wird der Unterdrück in den Vakuumleitungen 122 des Übernahmestempels 113 abgeschaltet. Dabei überlappen sich das Vakuum in den Vakuumleitungen 122 des Übernahmestempels 113 und die Bewegung des Ablagehebels 117, so dass das Segment 16 von dem Ablagehebel 117 gegen das noch anliegende Vakuum in den Vakuumleitungen 122 des Übernahmestempels 113 abgezogen wird. Das Segment 16 ist damit permanent einer Saugkraft ausgesetzt und zwar erst von der Entnahmevorrichtung 111 und dann von dem Ablagehebel 117. Damit ist die Übergabe des Segmentes 16 von der Entnahmevorrichtung 111 auf den Ablagehebel 117 vollzogen, und der Ablagehebel 117 legt das Segment 16 in einer linearen Hubbewegung in die Aufnahme 115 des Ablageorgans 112 ab. Damit der Ablagehebel 117 die lineare Hubbewegung ausführen kann und das Segment 16 währenddessen weiter durch einen Unterdrück an dem Ablagehebel 117 gehalten ist, sind die Vakuumleitungen 120 über einen flexible Leitung 121 mit einer externen Vakuumzufuhr verbunden. Durch die flexible Leitung kann die Vakuumversorgung auch über die Schnittstelle der sich zueinander bewegenden Teile verwirklicht werden. Der Ablagehebel 117 weist an seiner dem abzutransportierenden Segment 16 zugewandten Oberseite eine gekrümmte Übernahmefläche auf, welche durch die Stirnseiten der Stege des Ablagehebels 117 gebildet ist. Die Krümmung der Oberfläche entspricht der Krümmung der Übernahmefläche 123 des Übernahmestempels 113, so dass sich die Stege des Ablagehebel
117 und des Übernahmestempels 113 in der Eingriffsstellung des Ablagehebels 117 zu einer vergrößerten homogenen gekrümmten Anlagefläche ergänzen.
Dadurch ergänzen die Stege 118 des Ablagehebels 117 die Stege
118 der Übernahmestempel 113 zu einer nahezu durchgehenden homogenen Auflagefläche, wenn sie in der Eingriffsstellung in die Zwischenräume zwischen die Stege der Übernahmestempel 113 greifen. Aufgrund der identischen Krümmung fährt der Übernahmestempel 113 mit dem daran gehaltenen Segment 16 tangential an der gekrümmten Oberfläche des Ablagehebels 117 ab, und der Ablagehebel gelangt in eine Eingriffsstellung in die Zwischenräume des Übernahmestempels 113 zwischen das Segment 16 und den Grundkörper der Entnahmevorrichtung 111. Die Segmente 16 werden während der Drehbewegung der Entnahmevorrichtung 111 durch in den Druckluftleitungen 122 der Übernahmestempel 113 wirkenden Unterdrück angesaugt und an der Oberfläche der Übernahmestempel in einer gekrümmten Stellung gehalten. In dem Ablagehebel 117 sind ebenfalls Durchluftleitungen 120 vorgesehen, welche mit in der Anlagestellung des Ablagehebels 117 an der Oberfläche des Segmentes 16 ebenfalls mit Unterdrück beaufschlagt werden. Damit wird das Segmente 16 für eine sehr kurzen Zeitspanne durch den wirkenden Unterdrück in den Druckliftleitungen 120 des Ablagehebels 117 und den wirkenden Unterdrück in den Druckluftleitungen 122 des Übernahmestempels 113 zeitgleich angesagt und fixiert. Erst wenn der Ablagehebel 117 durch den wirkenden Unterdrück in seinen Druckluftleitungen 120 übernommen hat, wird der Unterdrück in den Druckluftleitungen 122 des Übernahemstempels 113 abgeschaltet, und der Ablagehebel 117 kann das Segment 16 abtransportieren. Hierbei kann der Unterdrück in dem Übernahmestempel 113 noch eine kurze Zeitspanne länger anstehen, so dass der Ablagehebel 117 das Segment 16 gegen die von dem in den Vakuumleitungen 122 anstehenden Unterdrück ausgeübte Kraft von der Übernahmefläche 123 des Übernahmestempels 113 anziehen muss.
Als Segmente 16 kommen einzelne Separatorblätter oder Monozellen mit Separatorblättern in Betracht, wobei ein oder jedes Separatorblatt mit einer Dicke von 8 bis 25 pm, bevorzugt von 10 bis 15 pm auweist. Mit solch dünnen Separatorblättern können sehr hohe spezifische Energien und Energiedichten bei einem gleichzeitig sehr kompakten Aufbau verwirklicht werden. Ferner kann die Zellstapelanlage 1 zur Stapelung von Anoden und/oder Kathoden und/oder Segmenten 16 oder Monozellen mit einer Anode, einer Kathode und zwei Separatorblättern mit einer Elektrodenfläche von 2 X 4 cm zur Herstellung von Kleinstzellen, insbesondere Kleinstpouchzellen verwendet werden. Die Zellstapelanlage 1 kann auch zur Stapelung von Anoden und/oder Kathoden und/oder Segmenten 16 oder Monozellen mit einer Anode, einer Kathode und zwei Separatorblättern mit einer Elektrodenfläche von 15 X 40 cm zur Herstellung von großflächigeren Zellen verwendet werden. Die Übernahmeflächen 123 der Übernahmestempel 113 sind in ihren Flächen derart bemessen, dass die Segmente 16 oder die Monozellen vollflächig oder teilflächig übernommen und transportiert werden können. Beispielhafte Abmessungen der Anoden und/oder Kathoden und liegen im Bereich von 100 x 50 mm, bis 200 x 100 mm, insbesondere von 120 x 60 mm bis 180 x 90 mm mit Elektrodenflächen von 800 mm2 bis 80000 mm2, insbesondere im Bereich von 1200 mm2 bis 60000 mm2 oder 1800 mm2 bis 36000 mm2.
Die Stege 118 bilden bevorzugt mit ihren Oberflächen einen Flächenanteil von 30 bis 70 % der Oberfläche der Übernahmeflächen 123 der Übernahmestempel 113, so dass ein daran gehaltenes Segment 16 an einer Übernahmefläche 123 mit einer Fläche von 30 bis 70 % seiner Oberfläche flächig anliegt. Dabei kann das Segment 16 über den Unterdrück in den Vakuumleitungen 122 an den Übernahmeflächen 123 fixiert sind. Der vorgeschlagene Flächenanteil ist insofern bevorzugt, da dadurch eine sanfte Übernahme und ein sanfter Transport der Segmente 16 bei einer gleichzeitig positionsgenauen Fixierung der Segmente 16 und einem durch die Zwischenräume zwischen den Stegen 118 ermöglichten Eingriff des Ablagehebels 117 mit einer dadurch ermöglichten Abhebebewegung ermöglicht wird.
Sofern die Übernahmestempel 113 in der Übergabestation XB stillstehen oder mit einer langsameren Geschwindigkeit drehen, ist es vorteilhaft, dass der Ablagehebel 117 selbst eine Bewegung zu den Übernahmestempeln 113 ausführt und die Segmente 16 aktiv aus den Mantelflächen der Übernahmestempel 113 auskämmt. Der Ablagehebel 117 wird dabei mittels einer Antriebseinrichtung zu einer periodischen linearen Hubbewegung angetrieben. Dabei gelangt der Ablagehebel 117 während der Bewegung eines Übernahemstempels 113 in die Übergabestation XB mit seinen Stegen 118 in die Zwi- schenräume zwischen die Stege 118 des Übernahmestempels 113 unter das daran gehaltene Segment 16. Zum Abführen des Segmentes 16 führt der Ablagehebel 117 dann eine lineare Hubbewegung in Radialrichtung der Entnahmevorrichtung 111 aus und nimmt dabei das Segment 16 in Richtung seiner Flächennormale mit. Dabei wirken aufgrund der Richtung der Abführbewegung des Segmentes 16 möglichst geringe Kräfte auf das Segment 16, und es kann eine besonders sanfte Abführbewegung des Segmentes 16 realisiert werden. Die lineare Hubbewegung des Ablagehebels 117 endet mit der Ablage des Segmentes 16 in der Aufnahme 115 des Ablageorgans 112. Dabei ist der Hub der Hubbewegung des Ablagehebels 117 so gesteuert, dass das Segment 16 möglichst ohne eine Fallbewegung und mit einer geringstmöglichen Druckkraft in der Aufnahme 115 abgelegt wird.
Die Aufnahme 115 kann ebenfalls mit Unterdrück beaufschlagbare Vakuumleitungen aufweisen, welche mit ihren Öffnungen so angeordnet sind, dass sie bei einem Anlegen von Unterdrück eine Saugkraft auf die zu übernehmenden Segmente 16 erzeugen. Die Segmente 16 können dann in der Übergabestelle II durch Abschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen des in der „6-Uhr-Position“ angeordneten Übernahmestempels 113 und durch Ansaugen der Segmente 16 von den Vakuumleitungen der Aufnahme 115 von der Entnahmevorrichtung 111 in die Aufnahme 115 des Ablageorgans 112 zusätzlich zu dem oben beschriebenen Auskämmvorgang durch den Ablagehebel 117 übergeben werden.
Dieser Vorgang der Abgabe der Segmente 16 von dem Übernahmestempel 113 der Entnahmevorrichtung 111 in die Aufnahme 115 des Ablageorgans 112 wird wiederholt bis über eine geeignete Sensoreinrichtung das Überschreiten einer vorbestimmten Höhe des in der Aufnahme 115 aufgebauten Stapels der Segmente 16 oder das Erreichen einer vorbestimmten Anzahl von in der Aufnahme 115 aufgestapelten Segmente 16 erkannt wird. In Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung wird die Hubeinrichtung 116 dann aktiviert und die Aufnahme 115 mit dem Stapel der Segmente 16 aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung zu der Abführeinrichtung 3 linear verfahren. Grundsätzlich sind in der Maschinensteuerung der Herstellmaschine und der Zellstapelanlage auch die Anzahl der zugeführten Segmente 16 und in Anzahl der in vorangegangenen Auswurfeinrichtungen abgeführten Segmente 16 bekannt, so dass die Hubeinrichtung 116 auch dann aktiviert werden kann, wenn das Erreichen der vorgegebenen Anzahl der zu stapelnden Segmente 16 anhand der in der Maschinensteuerung bekannten Anzahl der der gestapelten Segmente 16 erkannt wird.
Die Hubeinrichtung 116 wird während der Ablage der Segmente 16 in der Aufnahme 115 so gesteuert, dass die Aufnahme 115 nach jedem Ablegen eines Segmentes 16 um eine Wegstrecke weg von der Entnahmevorrichtung 111 verfahren wird, welche der Dicke eines Segmentes 16 plus eines geringen Zusatzweges entspricht. Dadurch kann eine sehr sanfte Ablage der Segmente mit einer möglichst geringen Fallhöhe verwirklicht werden, indem der Abgabepunkt der Segmente 16 durch ein Abschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen 120 des Ablagehebels 117 möglichst dicht über der Oberfläche gewählt wird. Ferner wird die Aufnahme 115 mit dem darin gehaltenen Stapel durch die Steuerung der Hubbewegung stufenweise mit jeder Ablage eines Segmentes 16 von der Entnahmevorrichtung 111 wegbewegt, so dass ein neuer Freiraum zur Ablage des nachfolgenden Segmentes 16 geschaffen wird. Dadurch wird verhindert, dass der Ablagehebel 117 bei der nächsten Ablage eines Segmentes 16 eine Druckkraft auf das Segment 16 ausübt. Durch den vorgesehenen Zusatzweg wird erstens eine gewisse Sicherheitsreserve zur Kompensation von Toleranzabweichungen der Dicken der Segmente 16 sowie des Bewegungsablaufes erreicht und zweitens wird in der Summe der Zusatzwege nach Erreichen der Sollstapelhöhe ein Freiraum bereitgestellt, welcher das Einfahren des Umsetzers 114 in die Haltestellung vereinfacht oder ermöglicht.
Bei der Ablage der Segmente 16 in die Aufnahme 115 führt der Ablagehebel 117 einen Hub aus, welcher nach jedem Ablegen eines Segmentes 16 um einen Zusatzweg vergrößert wird, der idealerweise dem Zusatzweg des Hubes der Aufnahme 115 entspricht, und legt das Segment 16 durch das Abschalten des Unterdruckes in seinen Vakuumleitungen 120 in einer Stellung möglichst dicht zu der Oberfläche des in der Aufnahme 115 gehaltenen Stapels ab.
Dadurch kann der auf das Segmente 16 beim Ablegen wirkende Impuls möglichst geringgehalten werden. Außerdem weist der Ablagehebel 117 in Anpassung an die Außenflächen der Übernahmestempel 113 eine gekrümmte Außenfläche auf, an der das Segment 16 gehalten ist, während es in der Stapelung in der Aufnahme 115 eine flache ebene Ausrichtung aufweist. Das Segment 16 muss damit bei der Abgabe zusätzlich eine Bewegung aus der gekrümmten Stellung in die flache Stellung ausführen, wodurch wiederum die Randabschnitte einen geringfügig größeren Weg bei der Ablage zurücklegen müssen. Diese ungleichmäßige Bewegung führt dazu, dass das Segment 16 bei der Ablage zu einer „Flatterbewegung“ tendieren kann. Um dieser Tendenz entgegen zu wirken, ist es sinnvoll, dass der Ablagehebel 117 das Segment 16 möglichst dicht über der Oberfläche des Stapels ablegt und anschließend noch für eine geringe Zeitspanne über dem abgelegten Segment 16 gehalten wird, um mögliche Flatterbewegungen des Segmentes 16 zu dämpfen. Das Ablageorgan 112 weist ferner den aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegbaren Umsetzer 114 auf, welcher während des Verfahrens der Aufnahme 115 zum Abtransport der Stapel in der Haltestellung angeordnet ist und eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente 16 bildet, wie in der linken Darstellung der Figur 4 zu erkennen ist. Durch den vorgesehenen Umsetzer 114 wird eine Ablage der Segmente 16 auch dann ermöglicht, wenn die mit dem vorangehend fertig aufgebauten Stapel gefüllte Aufnahme 115 zur Übergabe des Stapels von der Entnahmevorrichtung 111 in die Abgabestellung verfahren wird und damit zur Übernahme der Segmente 16 in der Übergabestation XB nicht zur Verfügung steht. Hierdurch kann eine ununterbrochene also kontinuierliche Abgabe der Segmente 16 von der Entnahmevorrichtung 111 mit der dadurch ermöglichten hohen Stapelrate ermöglicht werden.
Wird über die Sensoreinrichtung die Sollhöhe des Stapels und/oder die Sollanzahl der Segmente 16 in dem Stapel der Aufnahme 115 erkannt, so wird der Umsetzer 114 unter Ausnutzung des geschaffenen Freiraums aufgrund der Bewegung der Aufnahme 115 und/oder aufgrund der zwischen den Übernahmestempeln 113 vorhanden Freiräume aus der Bereitschaftsstellung in die Haltestellung bewegt. Dabei wird der Umsetzer 114 mit seiner Auflagefläche in einen Zwischenraum zwischen die Aufnahme 115 und/oder den darin aufgebauten Stapel der Segmente 16 und den gedachten Außendurchmesser der Übernahmestempel 113 bewegt, so dass das nächste Segment 16 von dem nächsten Übernahmestempel 113 nicht auf den Stapel in der Aufnahme 115 sondern stattdessen auf die Auflagefläche des Umsetzers 114 abgelegt wird. Der Umsetzer 114 bildet dann in der Haltestellung eine Zwischenaufnahme zum Ablegen der Segmente 16. Nachdem der Umsetzer 114 mit seiner Auflagefläche in der Haltestellung angeordnet ist, wird die Hubeinrichtung 116 ak- tiviert und die Aufnahme 115 mit dem Stapel der Segmente 16 in einer Linearbewegung vertikal nach unten aus der Aufnahmestellung in eine der Abführeinrichtung 3 zugeordnete Abgabestellung bewegt.
Die nachfolgend abzulegende Segmente 16 werden dann nicht in der Aufnahme 115, sondern stattdessen auf dem Umsetzer 114 abgelegt, welcher in der Haltestellung angeordnet ist und während dieser Phase feststeht. Damit trotzdem keine Druckkraft beim Ablegen auf die Segmente 16 ausgeübt wird, wird der Hub des Ablagehebels 117 in Abhängigkeit von der zunehmenden Stapelhöhe der Segmente 16 auf dem Umsetzer 114 gesteuert, indem er mit zunehmender Anzahl der gestapelten Segmente 16 abnimmt. Der Umsetzer 114 ist mittels eines Gelenkmechanismus speziell dazu ausgebildet, eine Bewegung von der Bereitschaftsstellung in die Haltestellung und umgekehrt auszuführen. Da zur Kompensation der Stapelhöhe der Segmente 16 hingegen eine reine Hubbewegung sinnvoll ist, welche ungleich der Bewegung des Umsetzers 114 ist, damit der Stapel positionsgenau mit rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenflächen aufgestapelt ist, wird die Kompensation der Stapelhöhe hier bevorzugt durch die beschriebene Steuerung der Hubbewegung des Ablagehebels 117 verwirklicht, während der Umsetzer 114 bewusst zur Verwirklichung einer in dieser Phase ortsunveränderlichen Auflagefläche feststeht.
Die Aufnahme 115 wird dabei linear in Richtung der Flächennormalen der zu dem Stapel aufgestapelten Segmente 16 bewegt, so dass während dieser Bewegung möglichst keine Querkräfte auf den Stapel und die Segmente 16 wirken. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die positionsgenau aufgestapelten Segmente 16 einzeln für sich und der positionsgenaue Stapel insgesamt nicht seitlich verrutschen. Sofern dies sinnvoll ist, können die zu dem Stapel aufge- stapelten Segmente 16 auch zusätzlich über ein Tape zueinander fixiert werden.
Damit die Segmente 16 nur dann auf dem Umsetzer 114 abgelegt werden, wenn die Aufnahme 115 nicht in der Übergabestation XB angeordnet ist, wird der Umsetzer 114 aus der Haltestellung zurück in die in der rechten Darstellung der Figur 4 dargestellte Bereitschaftsstellung bewegt, sobald die Aufnahme 115 wieder zurück zu der Übergabestation XB verfahren wurde.
Dabei weisen die Aufnahme 115 und der Umsetzer 114 jeweils eine Auflagefläche auf, welche durch die Oberflächen von einer Mehrzahl von parallel und äquidistant zueinander angeordneten identischen Stegen 118 gebildet ist. Der Umsetzer 114 und die Aufnahme 115 greifen während ihrer Bewegungen zum Übergeben der Stapel der Segmente 16 mit ihren Stegen 118 ineinander ein. So wird die Aufnahme 115 nach der Abgabe des Stapels an die Abführeinrichtung 3 zurück in die Aufnahmestellung verfahren und gelangt dabei mit ihren Stegen 118 zum Eingriff zwischen die Stege 118 des Umsetzers 114. Die Aufnahme 115 und der Umsetzer 114 bilden in dieser Stellung kurzzeitig eine gemeinsame Auflagefläche für den aufzustapelnden Stapel der Segmente 16. Anschließend wird der Umsetzer 114 aus der Haltestellung zurück in die Bereitschaftsstellung bewegt, in dem er parallel zu den Stegen 118 seitlich verfahren wird und dabei außer Eingriff der Stege 118 der Aufnahme 115 gelangt. Anschließend wird der Stapel ausschließlich von der Auflagefläche der Aufnahme 115 unterstützt und die weitere Segmente 16 werden auf den in der Aufnahme 115 gehaltenen Stapel aufgestapelt, bis die vorgesehene Stapelhöhe des Stapels erreicht ist, und der Vorgang wiederholt wird. Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Auflageflächen der Aufnahme 115 und des Umsetzers 114 mit den Stegen 118 kann die Aufnahme 115 nach dem Abgeben des Stapels zurück in die Aufnahmestellung verfahren werden, ohne dabei mit dem Umsetzer 114 zu kollidieren und/oder ohne die dabei gerade stattfindende Ablage der Segmente 16 auf den Umsetzer 114 zu stören. Ferner kann der Umsetzer 114 dadurch aus der Haltestellung zurück in die Bereitschaftsstellung bewegt werden, ohne dass der Stapel dabei seine Unterstützung verliert.
Die Stege der Übernahmestempel 113, des Umsetzer 114 und der Aufnahme 115 bilden jeweils eine profilierte Oberfläche mit einer Struktur aus, welche einen gegenseitigen Eingriff des Umsetzer 114 mit dem Übernahmestempel 113 und der Aufnahme 115 ermöglichen. Hierzu sind die Stege eines Teils jeweils korrespondierend zu den Zwischenräumen des anderen Teils angeordnet. Damit die Eingriffsbewegung prozesssicher vollzogen werden kann, sind die Zwischenräume und die Stege so bemessen, dass sie mit einem Spiel ineinandergreifen. Ferner sind die Stege und die Zwischenräume so ausgerichtet, dass sie in Richtung der Eingriffsbewegung der Teile ausgerichtet sind.
Die Entnahmevorrichtung 111 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen zu einer Drehbewegung antreibbaren Rotationskörper mit wenigstens zwei in Umlaufrichtung zueinander beab- standet (und in Umlaufrichtung fixiert) angeordneten und sich in einer Länge Y in Umlaufrichtung erstreckenden Tragzonen zum Übernehmen der Segmente 16 an der Übernahmestation XA ausgebildet. Die Tragzonen sind hier durch die Übernahmeflächen 123 der Übernahmestempel 113 gebildet. Zwischen den Tragzonen sich in einer Länge Z in Umlaufrichtung erstreckende Freizonen 124 vorgesehen, welche in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils durch eine sich radial nach innen erstreckende Ausnehmung gebildet sind und dadurch einen Freiraum bilden. Die Tragzonen sind gezielt zur Übernahme jeweils eines Segmentes 16 ausgebildet, während die Freizonen nicht zur Übernahme von Segmenten 16 ausgebildet sind und lediglich bewusst ungenutzte Zwischenzonen zwischen den Tragzonen bilden, welche zur Verwirklichung der unterschiedlichen Bewegungszustände der Entnahmevorrichtung 111 und zur Übernahme und Übergabe der Segmente 16 von Bedeutung sind. Hierzu sind die Tragzonen und die Freizonen 124 derart angeordnet, dass die Entnahmevorrichtung 111 in einer Übernahmephase an der Übernahmestation XA, während welcher ein Segment 16 von einer Tragzone übernommen wird, das Ablageorgan 112 mit einer Freizone 124 passiert.
Die Freizonen 124 sind hier durch Ausnehmungen verwirklicht. Sie können alternativ aber auch durch passive Flächen des Rotationskörpers im Allgemeinen gebildet sein, welche keine Vakuumleitungen aufweisen und damit nicht zur Übernahme von Segmenten 16 ausgebildet sind. Die Freizonen zeichnen sich damit dadurch aus, dass sie keine Segmente 16 tragen und dadurch in der Übergabestation XB auch keine Segmente 16 abgeben. Es ist damit nicht erforderlich, dass die Entnahmevorrichtung 111 in der Übernahmephase, in der sie mit den Freizonen 124 die Übergabestation XB passiert, besondere Bewegungsbedingungen erfüllt und kann in Ihrem Bewegungsverhalten allein zur Übernahme des Segmentes 16 in der Übergabestation XA ausgelegt werden.
Die Tragzonen und die Freizonen 124 sind derart angeordnet, dass während eine Tragzone die Übernahmestation XA passiert, eine Freizone die Übergabestation XB passiert, und während eine Trag- zone auf die Übergabestation XB ausgerichtet ist, eine Freizone auf die Übernahmestation XA ausgerichtet ist. Dabei können die Freizonen 124 in Umfangsrichtung des Rotationskörpers eine größere Länge Z aufweisen als die Tragzonen, so dass die Drehwinkel während der die Freizonen 124 die Übergabestation XB und die Übernahmestation XA passieren größer als die Drehwinkel sind, während der die Tragzonen die Übergabestation XB und die Übernahmestation XA passieren. Hierdurch sind die zur Verfügung stehenden Drehwinkel, welche für die Beschleunigung und Verzögerung der Entnahmevorrichtung 111 zur Verfügung stehen größer als die Drehwinkel, welche zur Übernahme und Übergabe der Segmente 16 erforderlich sind. Aufgrund der größeren Drehwinkel kann die Maximalbeschleunigung und Maximalverzögerung zum Wechsel zwischen den zwei vorgegebenen Geschwindigkeiten reduziert werden. Die Freizone 124 weist dabei eine die Übernahmestation XA und die Übergabestation XB übergreifende Länge Z auf.
Dabei kann die Länge Y einer oder jeder Tragzone kleiner, gleich oder größer als die Länge Z einer oder jeder Freizone 124 sein. Ferner können die Längen Z der Freizonen 124 zwischen den Tragzonen auch gleich oder unterschiedlich sein, wodurch die eingangs beschrieben Vorteile erzielt werden können. Die Länge Y einer oder jeder sich in Umlaufrichtung erstreckenden Tragzone ist größer oder gleich 20 mm, 50 mm, 60 mm, 90 mm oder 100 mm. Die Länge Y einer oder jeder sich in Umlaufrichtung erstreckenden Tragzone ist kleiner oder gleich 200 mm, 180 mm, 150 mm, 120 mm, 100 mm, 80 mm oder 60 mm. Die Erstreckung einer oder jeder T ragzone quer zu der Länge Y ist größer oder gleich 40 mm, 50 mm, 60 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm, 150 mm, 180 mm oder 300 mm. Die Erstreckung einer oder jeder Tragzone quer zu der Länge Y ist kleiner oder gleich 400 mm, 350 mm, 300 mm, 250 mm, 200 mm, 150 mm, 130 mm, 120 mm, 110 mm, 100 mm, 90 mm, 80 mm, 50 mm oder 40 mm.
Als Rotationskörper kommen Trommel mit zylindrischen Mantelfläche in Frage, bei den die Tragzonen und die Freizonen 124 durch Zonen gebildet sind, welche bewusst zum Tragen oder Übernehmen von Segmenten 16 ausgebildet sind, während die Freizonen nicht dazu eingerichtet sind und auch als Passivzonen bezeichnet werden können. Ferner kommen als Rotationskörper auch alle Körper in Frage, welche die Segmente 16 in einer Drehbewegung in der Übernahmestation XA übernehmen, durch die Drehbewegung weiter in die Übergabestation XB transportieren und dort wie oben beschrieben abgeben.
Der Rotationskörper kann auch als Rotor mit mehreren Rotorarmen ausgebildet sein, wobei ein oder jeder Rotorarm an seinen freien Enden ein Übernahmefläche aufweisen kann. Ferner kann ein oder jeder Rotorarm mit Vakuumkanälen versehen sein, welche in die freien Enden der Rotorarme und insbesondere in die daran angeordneten Übernahmeflächen münden können. Die Rotorarme des Rotors sind in Richtung der Umlaufbahn des Rotors zueinander feststehend positioniert, insbesondere in ihrem Abstand in Richtung der Umlaufbahn zueinander fixiert, insbesondere in ihrem Abstand in Richtung der Umlaufbahn unveränderlich.
Die Abführeinrichtung 3 weist eine Vielzahl von individuell verfahrbaren Transportaufnahmen 119 auf, welche ebenfalls eine Auflagefläche mit identisch ausgebildeten parallel und äquidistant zueinander angeordneten Stegen 118 aufweist, deren Abständen mindestens der Breite der Stege 118 der Aufnahme 115 entsprechen. Dadurch kann die Aufnahme 115 in der Ablagestellung mit ihren Stegen 118 zwischen die Stege 118 der Transportaufnahme 119 eintauchen und den Stapel auf die Auflagefläche der Transportaufnahme 119 ablegen. Die individuell verfahrbaren Transportaufnahmen dienen dem Abtransport der Stapel zu einer weiteren Verarbeitung. Da die Segmente 16 und die Stapel während des vorangegangenen Transports und/oder Stapelvorganges mittels einer oder mehrere Sensoreinrichtungen auf die Einhaltung vorbestimmter Qualitätskriterien geprüft werden und bei Nichteinhaltung der Qualitätskriterien aus dem Produktionsvorgang ausgeschleust werden, können die Stapelvorgänge und die Frequenz der abzutransportierenden Stapel von den Aufnahmen 115 variieren. Diese Veränderung der Transportfrequenz der abzutransportierenden Stapel kann durch die individuelle Verfahrbarkeit der Transportaufnahmen 119 in Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung berücksichtigt werden.
Ein wichtiger und selbstständig erfinderischer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht ferner in einer Teilvorrichtung einer oder in einer eingangs beschriebenen Zellstapelanlage und einem Teilverfahren beim Herstellen von Zellstapeln in einer eingangs beschriebenen Zellstapelanlage, gemäß Anspruch 31 beziehungsweise Anspruch 35.
Auf diese Weise gelingt es, einen hohen Strom an, beispielsweise aus einer vierlagigen Endlosbahn EG online geschnittenen, Segmenten 16 nach deren Schnitt sofort weiterzuverarbeiten, wobei die geschnittenen Segmente 16 quasi nicht mehr aus der Hand gegeben und kontinuierlich zum Stapeln bereitgestellt werden können. Die Segmente 16 werden in gewisser Weise nicht mehr losgelassen, was es ermöglicht, die Position der Segmente 16 und ihre Ausrichtung in einer Verarbeitungslinie/-kette zu erhalten und zu einer Ansteuerung weitere nachfolgender Verarbeitungseinheiten zu nutzen. Erneute Ausrichtvorgänge, wie sie beispielsweise beim vorübergehenden Ablegen von Segmenten 16, einer Unterbrechung des Materialflusses und einem anschließenden Wiederaufnehmen zumeist erforderlich sind, können reduziert werden, oder sogar weitestgehend bis vollständig entfallen. Ein Ausrichten kann bereits sehr wirkungsvoll beim Ausrichten der Bahn vorgenommen werden, aus der die Segmente 16 geschnitten werden. Im Bedarfsfall können auch noch Korrekturen der Positionierung und/oder Ausrichtung der Segmente bei der Zuführeinrichtung, der Fördereinheit F1 und/oder der Fördereinheit F2 vorgenommen werden.
Die zugeführten Segmente 16 von Energiezellen in einer Anzahl A pro Zeiteinheit werden geschickt aufgespalten in eine Anzahl B pro Zeiteinheit und in eine Anzahl C pro Zeiteinheit. Die Anzahl B pro Zeiteinheit lässt sich in gewisser Weise vorteilhaft weitertransportieren und quasi durchschleusen und aus der Anzahl A ausschleusen, wonach bereits die Anzahl C deutlich gegenüber der Anzahl A verringert ist. Somit ist die Anzahl C einem geordneten und präzisen Stapeln leichter zugänglich, ohne dass der Materialfluss behindert wird. Die Anzahl B ist dann wiederum auch gegenüber der Anzahl A deutlich verringert und einem geordneten und präzisen Stapeln leichter zugänglich. In gewisser Weise wird ein kontinuierliches, verzögerungsfreies Zuführen von abgeteilten Teilströmen an eine Zellstapeleinrichtung 7 ermöglicht. Ist die Zellstapeleinrichtung 7 mit entsprechenden Zugängen für die Teilströme ausgestattet, kann das Stapeln in gewisser Weise parallel geschaltet erfolgen, wonach hohe Durchsatzleistungen erzielbar sind. Eine endlose Bahn EG aus ungeschnittenen Segmenten 16 kann mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden und die daraus geschnittenen Segmente 16 können online weiterverarbeitet und gestapelt werden. Ein hoher Strom an Segmenten 16 lässt sich zuverlässig und effektiv geordnet, quasi halte- und unterbrechungsfrei, weitertransportieren und dabei vorteilhaft in Teilströme aufteilen.
Ein Strom an, beispielsweise aus einer endlosen Bahn EG online geschnittenen, Segmenten 16 mit einer Anzahl A pro Zeiteinheit kann beispielsweise derart aufgespalten werden, dass jedes zweite Segment 16 aus dem Strom entnommen und aus den entnommenen, zweiten Segmenten 16 ein Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl B pro Zeiteinheit gebildet und aus den verbliebenen Segmenten 16 ein Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl C pro Zeiteinheit gebildet wird. In dem Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl B kann der Abstand zwischen zwei Segmenten 16 größer oder in etwa gleich der Länge eines Segments 16 ausgebildet sein. In dem Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl C kann der Abstand zwischen zwei Segmenten 16 größer oder in etwa gleich der Länge eines Segments 16 ausgebildet sein. Ein in dem Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl B ausgebildeter Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten 16 ermöglicht es, bei einem Weiterverarbeiten eine Abfolge von Segmenten 16 zur Verfügung zu stellen, bei der der Abstand und ein damit einhergehendes Zeitintervall während eines Förderns des Stroms an Segmenten 16 für einen Zugriff auf ein Segment 16 genutzt werden kann. Beispielsweise können einer oder mehreren Entnahmevorrichtungen 111 einer Zellstapelvorrichtung 11 in dem Zeitintervall zwischen dem Ende eines ersten geförderten Segments 16 und dem Beginn eines zweiten geförderten Segments 16 ausreichend Zeit eingeräumt werden, um wieder, insbesondere aus einer Abgabe- oder Warteposition, in die Übernahmestellung bewegt zu werden. Der Ablauf des Aufspaltens ähnelt in gewisser Weise einem Öffnen eines Reißverschlusses, bei dem im geschlossenen Zustand alle Elemente quasi ohne Abstand aneinander liegen und nach dem Öffnen in etwa den Abstand eines Elementes zwischen sich haben. Es ist jedoch für die Erfindung von Vorteil, wenn die Segmente 16, im Unterschied zu dem Reißverschluss-Vergleich, in dem Strom mit der Anzahl A pro Zeiteinheit einen gewissen Abstand aufweisen, insbesondere nicht Kante an Kante oder Ende an Ende liegen. Das Aufspalten kann man sich auch so vorstellen, dass in dem Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl A die Segmente 16 des Stroms mit der Anzahl B und die Segmente 16 des Stroms mit der Anzahl C alternierend hintereinander liegen, etwa „gelbe“ und „rote“ Segmente 16. In einem Abgabebereich, beispielsweise G1 , wird der Strom an Segmenten 16 mit der Anzahl A aufgespalten und die Segmente 16 des Stroms mit der Anzahl B und die Segmente 16 des Stroms mit der Anzahl C werden entsprechend ihrer alternierenden Abfolge übergeben oder passieren gelassen. Das Farbbeispiel aufgreifend würde dann ein Strom an „gelben“ Segmenten 16 mit der Anzahl B pro Zeiteinheit und ein Strom an „roten“ Segmenten 16 mit der Anzahl C erzeugt. Bei beiden Strömen „B“ und „C“ würden die Segmente 16 jeweils einen Abstand zueinander aufweisen, der größer oder in etwa gleich der Länge eines Segments 16 ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Transportgeschwindigkeit der Ströme an Segmenten 16 mit der Anzahl A pro Zeiteinheit, der Anzahl B pro Zeiteinheit und der Anzahl C pro Zeiteinheit zumindest in etwa gleich gehalten werden. Es lassen sich vorteilhaft Abstände zwischen den Segmenten 16 in den Strömen „B“ und „C“ auf einfache Art und Weise erzielen, ohne die Segmente 16 in den Strömen „B“ und/oder „C“ in ihrer Position verändern zu müssen, was eine besonders schonende Handhabung der Segmente 16 gewährleistet und hohe Durchsatzleistungen erlaubt.
Das Aufspalten des Segmentstromes der Anzahl A ausgehend von der Zuführeinrichtung 2 in die zwei Teilströme mit der Anzahl B und C ermöglicht bei einer vorgegebenen und begrenzten Stapelkapazi- tat einer Zellstapelvorrichtung 11 eine Erhöhung der Anzahl A an zugeführten Segmenten 16 je Zeiteinheit, in dem die Anzahl A der zugeführten Segmente 16 in zwei voneinander getrennten und parallel arbeitende Zellstapelvorrichtungen 11 mit einer entsprechend geringeren Stapelrate aufgestapelt werden.
Sofern die Förderrate der zugeführten Segmente 16 also die Anzahl A weiter erhöht werden soll, kann der Zustrom der Segmente 16 in der Anzahl A in weitere Teilströme der Anzahl D, E, F etc. geteilt und anschließend in weiteren Zellstapelvorrichtungen 11 parallel aufgestapelt werden. Die Grundidee des Aufteilens des Zustromes der Segmente 16 auf mehrere Zellstapelvorrichtungen 11 ermöglicht also eine wesentlich höhere Förderkapazität der Segmente 16 bei einem gleichzeitig positionsgenauen Aufstapeln der Segmente 16 in den Zellstapelvorrichtungen 11 , da die Stapelgeschwindigkeit im Sinne eines positionsgenauen Stapelns entsprechend kleiner als die Zuführrate der Segmente 16 über die Zuführeinrichtung 2 ausgelegt werden kann.
Dabei ist die Anzahl B der Segmente 16, welche in dem ersten Übergabebereich G1 der zweiten Fördereinheit F2 zugeführt werden größer als die Anzahl C der Segmente 16, welche in dem zweiten Abgabebereich G2 abgeführt werden. Die Segmente 16 werden während des Fördervorganges verschiedenen Qualitätsprüfungen und Prüfungen der korrekten Anordnung der Teile der Segmente 16 zueinander werden wie z.B. Kontaktfahnen, Fixiervorrichtungen etc. unterzogen, wobei bei einer Detektierung der Nichteinhaltung der Qualitätsvorgaben die als „Nicht-in-Ordnung“ befundenen Segmente 16 aus dem Fördervorgang ausgeschleust werden. Dies führt dazu, dass die Anzahl der schließlich aufgestapelten Segmente 16 immer geringfügig kleiner ist als die Anzahl der zugeführten Segmente 16 ist. Die in dem zweiten Abgabebereich G2 abgeführten Segmente 16 wurden bereits vollständig geprüft, z.B. auch mittels einer zwischen dem ersten Abgabebereich G1 und dem zweiten Abgabebereich G2 angeordneten Sensoreinrichtung, so dass die Anzahl C der abgeführten Segmente 16 vollständig aufgestapelt werden, ohne dass weitere Segmenten 16 ausgeschleust werden. Die in dem zweiten Abgabebereich G2 übergebenen Segmente 16 durchlaufen jedoch nachfolgend noch einen weiteren Transportweg, so dass diese hier noch geringfügig verrutschen oder anderweitig beeinflusst werden können, so dass nachfolgend noch weitere Prüfungen und damit verbundene Ausschleusungen der Segmente 16 erforderlich sein können. Damit ist es sinnvoll die Anzahl B der in dem ersten Abgabebereich G1 an die zweite Fördereinheit F2 übergebenen Segmente 16 größer zu bemessen als die Anzahl C der in dem zweiten Abgabebereich G2 abgeführten Segmente 16.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl B der Segmente einem Vielfachen der Anzahl C entspricht. Dabei kann ein konstruktiv einfacher Aufbau mit einer entsprechend einfachen Stapelung erreicht werden, indem eine Mehrzahl von identischen Zellstapelvorrichtungen 11 vorgesehen sind. In dem vorliegenden Fall sind vier Zellstapelvorrichtungen 11 vorgesehen, wie in der Figur 1 zu erkennen ist, so dass die Anzahl B der in dem ersten Abgabebereich G1 übergebenen Segmente 16 dem Dreifachen der Anzahl C der in dem zweiten Abgabebereich G2 übergebenen Segmente 16 entspricht. Die in der Figur 1 gezeigte Herstellmaschine kann durch die vorgeschlagene Teilvorrichtung und/oder das vorgeschlagene Teilverfahren mit einer hohen Förderrate der Segmente 16 in der Zuführeinrichtung 2 und einer gleichzeitig positionsgenauen Aufstapelung der Segmente 16 in den Zellstapelvorrichtungen 11 betrieben werden, da die Stapelrate der Segmente 16 in den Zellstapelvorrichtungen 11 aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung erheblich niedriger ist als die Zuführrate der Segmente 16 in der Zuführeinrichtung 2. Sofern die Zuführrate der Segmente 16 in der Zuführeinrichtung 2 also die Anzahl A z.B. 400 Segmente 16 pro Zeiteinheit z.B. pro Minute entspricht, würde die Anzahl C in diesem Fall 100 Segmente je Minute und die Anzahl B 300 Segmente je Minute sein. Hierbei ist die Reduzierung der Segmente 16 aufgrund von Ausschleusungen wegen Qualitätsmangeln nicht berücksichtigt.
Die vorgeschlagene Teilvorrichtung kann beliebig mit den Merkmalen der vorgeschlagenen Zellstapelanlage 1 weiter verbessert werden, wobei insbesondere die parallele Anordnung der Zellstapelvorrichtungen 11 und ihre Zuordnung zu den vier Übergabetrommeln 5 von Bedeutung ist, da diese eine positionsgenaue Stapelung der durch die Teilvorrichtung aufgeteilten Produktströme der Segmente 16 ermöglicht. In gleicher Weise kann auch das vorgeschlagene Teilverfahren durch eine Kombination mit den Merkmalen des vorgeschlagenen Verfahrens zur Steuerung einer Zellstapelanlage 1 weiter verbessert werden, da das vorgeschlagene Verfahren wesentliche Vorschläge enthält, wie die Zellstapelanlage 1 zur Stapelung der durch das Teilverfahren gebildeten Teilströme verbessert gesteuert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Zellstapelanlage
2 Zuführeinrichtung
3 Abführeinrichtung
4 Schneideinrichtung
5 Übergabetrommel
6 Umkehrtrommel
7 Zellstapeleinrichtung
I I Zellstapelvorrichtung
16 Segment
I I I Entnahmevorrichtung
112 Ablageorgan
113 Übernahmestempel
114 Umsetzer
115 Aufnahme
116 Hubeinrichtung
117 Ablagehebel
118 Stege
119 Transportaufnahme
120 Vakuumleitung
121 Vakuumzufuhr
122 Vakuumleitung
123 Übernahmefläche
124 Freiraum
A,B,C,D,E,F Anzahl
E1-E4 Endlosbahnen
EG vierlagige Endlosbahn
F1 erste Fördereinheit
F2 zweite Fördereinheit G1 erster Abgabebereich
G2 zweiter Abgabebereich
XA Übernahmestation
XB Übergabestation

Claims

Ansprüche: Zellstapelanlage (1) zum Stapeln von Segmenten (16) von Energiezellen, mit
-einer Zuführeinrichtung (2), welche die Segmente (16) in einer Zuführgeschwindigkeit kontinuierlich zuführt, und
-einer Abführeinrichtung (3), welche die Segmente (16) in Stapeln abführt,
-wenigstens einer Zellstapelvorrichtung (11), welche die Segmente (16) von der Zuführeinrichtung (2) übernimmt und gestapelt an die Abführeinrichtung (3) übergibt, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Zellstapelvorrichtung (11) wenigstens eine Entnahmevorrichtung (111) und ein Ablageorgan (112) aufweist, und -das Ablageorgan (112) einen Umsetzer (114), einen Ablagehebel (117) und eine aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung und umgekehrt verfahrbare Aufnahme (115) umfasst, wobei
-der Ablagehebel (117) die Segmente (16) von der Entnahmevorrichtung (111) abnimmt und in die in der Aufnahmestellung angeordnete Aufnahme (115) einlegt, und
-der Umsetzer (114) aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegbar ist, wobei
-der Umsetzer (114) während der Verfahrbewegung der Aufnahme (115) aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung in der Haltestellung angeordnet ist und eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente (16) bildet. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
-die Entnahmevorrichtung (111) durch eine drehbar angetrie- bene Trommel gebildet ist. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Trommel wenigstens einen bevorzugt drei in identischen Winkeln zueinander angeordnete Übernahmestempel (113) zur Aufnahme der Segmente (16) aufweist, von denen der Ablagehebel (117) die Segmente (16) abnimmt. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Anzahl der Übernahmestempel (113) ungerade ist. Zellstapelanlage (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Übernahmestempel (113) jeweils eine im Querschnitt der Trommel kreisbogenabschnittsförmige Übernahmefläche aufweisen, und
-die Übernahmeflächen der Übernahmestempel (113) im Querschnitt auf demselben Durchmesser angeordnet sind. Zellstapelanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Entnahmevorrichtung (111) während der Zuführung der Segmente (16) periodisch verzögert und beschleunigt wird. Zellstapelanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Ablageorgan (112) eine linear verfahrbare Aufnahme (115) aufweist, welche die Stapel in Richtung der Flächennor- malen der Segmente (16) der Abführeinrichtung (3) zuführt.
8. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Ablageorgan (112) eine Hubeinrichtung (116) aufweist, welche die Aufnahme (115) bei einer Aktivierung über eine lineare Führungseinrichtung verfährt.
9. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
-im Bereich der Hubeinrichtung (116) wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche eine Eigenschaft des Stapels oder der Aufnahme (115) detektiert.
10. Zellstapelanlage (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Hubeinrichtung (116) die Aufnahme (115) nach dem Ablegen eines Segmentes (16) um eine Wegstrecke von der Entnahmevorrichtung (111) weg verfährt, welche der Dicke des abgelegten Segmentes (16) plus einem vorgegebenen Zusatzweg entspricht.
11. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 9 oder 10 und nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Aufnahme (115) und der Umsetzer (114) jeweils eine Auflagefläche aufweisen, welche durch die Oberflächen von einer Mehrzahl von parallel und äquidistant zueinander angeordneten Stegen gebildet ist, und
-der Umsetzer (114) und die Aufnahme (115) während ihren Bewegungen zum Übergeben der Stapel der Segmente (16) mit ihren Stegen ineinander eingreifen.
12. Zellstapelanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine Abführeinrichtung (3) mit einer Vielzahl von individuell verfahrbaren Transportaufnahmen (119) vorgesehen ist, in welche das Ablageorgan (112) die Stapel ablegt.
13. Zellstapelanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Entnahmevorrichtung (111) und/oder die Aufnahme (115) des Ablageorgans (112) eine oder mehrere mit Unterdrück beaufschlagbare Vakuumleitungen aufweisen, welche durch Anlegen von Unterdrück die Übernahme der Segmente (16) durch die Entnahmevorrichtung (111) von der Zuführeinrichtung (2) und/oder durch das Ablageorgan (112) von der Entnahmevorrichtung (111) und den Transport auf der Entnahmevorrichtung (111) unterstützen.
14. Zellstapelanlage (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Ablagehebel (117) mittels einer Antriebseinrichtung zu einer periodischen Abführbewegung von der Entnahmevorrichtung (111) angetrieben wird.
15. Zellstapelanlage (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Abführbewegung durch eine lineare Hubbewegung gebildet ist. Zellstapelanlage (1) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Ablagehebel (117) während der Ablage der Segmente (16) in die Aufnahme (115) einen identischen oder einen um eine vorgegebenen Zusatzweg zunehmenden Hub ausführt. Zellstapelanlage (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Ablagehebel (117) während einer Ablage der Segmente (16) auf den in der Haltstellung angeordneten Umsetzer (116) einen um mindestens die Dicke der Segmente (16) abnehmenden Hub ausführt. Verfahren zur Steuerung einer Zellstapelanlage (1) zum Stapeln von Segmenten (16) von Energiezellen, mit
-einer Zuführeinrichtung (2), welche die Segmente (16) in einer Zuführgeschwindigkeit kontinuierlich zuführt, und
-wenigstens einer Zellstapelvorrichtung (11), welche die Segmente (16) von der Zuführeinrichtung (2) übernimmt und zu Stapeln aufeinanderstapelt, wobei
-die Zellstapelvorrichtung (11) wenigstens eine Entnahmevorrichtung (111) und ein Ablageorgan (112) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Ablageorgang (112) einen Umsetzer (114), einen Ablagehebel (117) und eine aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung und umgekehrt verfahrbare Aufnahme (115) umfasst, wobei
-der Ablagehebel (117) die Segmente (16) von der Entnahmevorrichtung (111) abnimmt und in die in der Aufnahmestellung angeordnete Aufnahme (115) einlegt, und
-der Umsetzer (114) aus einer Bereitschaftsstellung in eine Haltestellung bewegt wird während die Aufnahme (115) aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung und umgekehrt bewegt wird und in der Haltestellung eine Zwischenauflage zum Ablegen der Segmente (16) bildet. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass -die Entnahmevorrichtung (111) eine steuerbare Antriebseinrichtung aufweist, welche derart gesteuert wird, dass die Entnahmevorrichtung (111) zur Übernahme der Segmente (16) von der Zuführeinrichtung (2) beschleunigt und zur Übergabe der Segmente (16) an das Ablageorgan (112) verzögert wird. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass -die Entnahmevorrichtung (111) durch eine von der Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung angetriebene Trommel gebildet ist, und
-die Antriebseinrichtung die Drehbewegung der Trommel derart steuert, dass die Trommel die Segmente (16) in einer Drehbewegung von der Zuführeinrichtung (2) übernimmt und im Stillstand oder in einer verzögerten Drehbewegung an das Ablageorgan (112) übergibt. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Ablageorgan (112) eine linear verfahrbare Aufnahme (115) aufweist, und
-die linear verfahrbare Aufnahme (115) aus einer Aufnahmestellung in eine Abgabestellung verfahren wird, wenn über eine Sensoreinrichtung das Erreichen einer vorbestimmten Stapelhöhe des Stapels in der Aufnahme (115) erkannt wird. 22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass -die Hubeinrichtung (116) die Aufnahme (115) nach dem Ablegen eines Segmentes (16) um eine Wegstrecke von der Entnahmevorrichtung (111) weg verfährt, welche der Dicke des abgelegten Segmentes (16) plus einem vorgegebenen Zusatzweg entspricht.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Umsetzer (114) aus der Bereitschaftsstellung in die Haltestellung bewegt wird, bevor die verfahrbare Aufnahme (115) aus der Aufnahmestellung in die Abgabestellung verfahren wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Umsetzer (114) aus der Haltestellung in die Bereitschaftsstellung bewegt wird, nachdem die verfahrbare Aufnahme (115) aus der Abgabestellung in die Aufnahmestellung verfahren wurde.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Bewegung des Umsetzers (114) in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder der Stellung der Aufnahme (115) gesteuert wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Aufnahme (115) und der Umsetzer (114) jeweils eine Auflagefläche aufweisen, welche durch die Oberflächen von einer Mehrzahl von parallel und äquidistant zueinander angeordneten Stegen gebildet ist, und
-der Umsetzer (114) und die Aufnahme (115) während ihren Bewegungen zum Übergeben der Stapel der Segmente (16) mit ihren Stegen ineinander eingreifen. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Ablagehebel (117) mittels einer Antriebseinrichtung zu einer periodischen Abführbewegung von der Entnahmevorrichtung (111) angetrieben wird. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass -die Abführbewegung durch eine lineare Hubbewegung gebildet ist. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass -der Ablagehebel (117) während der Ablage der Segmente (16) in die Aufnahme (115) einen identischen oder einen um eine vorgegebene Zusatzweg zunehmenden Hub ausführt. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Ablagehebel (117) während einer Ablage der Segmente (16) auf den in der Haltstellung angeordneten Umsetzer (116) zu einer Hubbewegung mit einem in der Abfolge der Segmente (16) um mindestens die Dicke der Segmente (16) abnehmenden Hub angetrieben wird. Teilvorrichtung einer oder in einer Zellstapelanlage (1) für Segmente (16) von Energiezellen nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Zuführeinrichtung (2), ausgebildet und eingerichtet ist, Segmente (16) von Energiezellen in einer Anzahl A pro Zeiteinheit zuzuführen,
- eine erste Fördereinheit (F1) für Segmente (16) vorgesehen ist, die der Zuführeinrichtung (2) nachgeordnet ist,
- eine zweite Fördereinheit (F2) für Segmente (16) vorgesehen ist, die der ersten Fördereinheit (F1) nachgeordnet ist, wobei
- die erste Fördereinheit (F1) ausgebildet und eingerichtet ist, die Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente (16) von der Zuführeinrichtung (2) zu übernehmen und eine Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente (16) an einen ersten Abgabebereich (G1) und eine Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente (16) an einen zweiten Abgabebereich (G2) zu transportieren, wobei
- die Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente (16) in Richtung der zweiten Fördereinheit (F2) transportierbar und in dem Abgabebereich (G1) an die zweite Fördereinheit (F2) übergebbar vorgesehen ist, und wobei
- die Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente (16) in dem zweiten Abgabebereich (G2), insbesondere an eine Zellstapeleinrichtung (7), oder an eine Zellstapelvorrichtung (11), oder an eine oder an mehrere Entnahmevorrichtungen (111) einer Zellstapeleinrichtung (7) übergebbar vorgesehen ist, und
- insbesondere die Summe der Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente (16) und der Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente (16) kleiner oder gleich der Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente (16) ist. 32. Teilvorrichtung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass
-die zweite Fördereinheit (F2) als drehantreibbare Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel (5) oder als in Wirkverbindung stehende Kombination einer ersten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Umkehrtrommel (6) und einer zweiten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel (5), ausgebildet ist.
33. Teilvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Anzahl C kleiner als die Anzahl B ist.
34. Teilvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Anzahl B ein Vielfaches der Anzahl C ist.
35. Teilverfahren beim Herstellen von Zellstapeln in einer Zellstapelanlage (1) für Segmente (16) von Energiezellen nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem
- mittels der Zuführeinrichtung (2), welche ausgebildet und eingerichtet ist, Segmente (16) von Energiezellen in einer Anzahl A pro Zeiteinheit zuzuführen, eine Anzahl A pro Zeiteinheit von Segmenten (16) zugeführt wird,
- eine erste Fördereinheit (F1) für Segmente (16), die der Zuführeinrichtung (2) nachgeordnet ist, Segmente (16) fördert,
- eine zweite Fördereinheit (F2) für Segmente (16), die der ersten Fördereinheit (F1) nachgeordnet ist, Segmente (16) fördert, wobei
- die erste Fördereinheit (F1) die Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente (16) von der Zuführeinrichtung (2) übernimmt und eine Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente (16) an einen ersten Abgabebereich (G1) und eine Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente (16) an einen zweiten Abgabebereich (G2) transportiert, wobei
- die Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente (16) in Richtung der zweiten Fördereinheit (F2) transportiert wird und in dem ersten Abgabebereich (G1) an die zweite Fördereinheit (F2) übergeben wird, und wobei
- die Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente (16) in dem zweiten Abgabebereich (G2), insbesondere an eine Zellstapeleinrichtung (7), oder an eine Zellstapelvorrichtung (11), oder an eine oder an mehrere Entnahmevorrichtungen (111) einer Zellstapeleinrichtung (7) übergeben wird und insbesondere -die Summe der Anzahl B pro Zeiteinheit der Segmente (16) und der Anzahl C pro Zeiteinheit der Segmente (16) kleiner oder gleich der Anzahl A pro Zeiteinheit der Segmente (16) ist. Teilverfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass
-die zweite Fördereinheit (F2) als drehantreibbare Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel (5) oder als in Wirkverbindung stehende Kombination einer ersten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Umkehrtrommel (6) und einer zweiten drehantreibbaren Fördereinheit, insbesondere in Form einer Übergabetrommel (5), betrieben wird. Teilverfahren nach einem der Ansprüche 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass -die Anzahl C kleiner als die Anzahl B ist. Teilverfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass -die Anzahl B ein Vielfaches der Anzahl C ist.
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