EP4649541A1 - Vorrichtung und verfahren für die energiezellen produzierende industrie - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für die energiezellen produzierende industrie

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Publication number
EP4649541A1
EP4649541A1 EP23824942.9A EP23824942A EP4649541A1 EP 4649541 A1 EP4649541 A1 EP 4649541A1 EP 23824942 A EP23824942 A EP 23824942A EP 4649541 A1 EP4649541 A1 EP 4649541A1
Authority
EP
European Patent Office
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segments
production
segment
transport unit
transfer
Prior art date
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Pending
Application number
EP23824942.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Folger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Koerber Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koerber Technologies GmbH filed Critical Koerber Technologies GmbH
Publication of EP4649541A1 publication Critical patent/EP4649541A1/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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • 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

  • the present invention relates to a device for the energy cell producing industry with the features of the preamble of claim 1 and to a method for carrying out a manufacturing step on or with segments for the energy cell producing industry.
  • Energy cells or energy storage devices within the meaning of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships, aircraft or also in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy must be stored over longer periods of time.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked into a stack. These segments are each alternating anode sheets and cathode sheets, which are separated from one another by separator sheets that are also manufactured as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of one another to form stacks in the predetermined order and connected to one another by lamination.
  • the anode sheets and cathode sheets are first cut from a continuous web and then placed individually at intervals on a continuous web of separator material.
  • This subsequently formed “double-layer” endless web of separator material with the anode sheets or cathode sheets placed on it is then cut into segments again with a cutting device in a second step, whereby the segments in this case are double-layered by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged on top.
  • the endless webs of separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on top can also be placed on top of one another before cutting, so that an endless web is formed with a first endless layer of separator material with anode sheets or cathode sheets placed on top and a second endless layer of separator material with anode sheets or cathode sheets placed on top.
  • 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 lying on top.
  • the advantage of this solution is that one cut can be saved. Segments within the meaning of this application are therefore, for example, single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer or four-layer segments of the structure described above.
  • a device for producing an electrode stack is also known from WO 2019/048589 A1.
  • a transport system with slides is provided on which electrode and separator layers can be stacked.
  • a device for producing a battery cell is also known from US 2002/0007552 A1. After a battery cell has been produced, it is transferred to a conveyor belt using the so-called “pick and place” principle.
  • Another well-known approach is a machine with continuously running material webs and timed tools, such as cutting knives and tools for changing the pitch.
  • a monocell can also have the layer sequence: separator sheet - cathode sheet - separator sheet - anode sheet.
  • 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 the already cut segments in the form of the cathode sheets being placed on the other endless web and connected to one another using a lamination process. The composite sheets prefabricated in this way 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 continuous 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 fixed formation while the continuous webs are still in existence, i.e. before cutting.
  • the monocells are then cut from the composite sheet by cutting through the gaps between the successive anode sheets or cathode sheets.
  • the continuous sheets of separator material with the anode sheets and cathode sheets arranged thereon can also be cut first, whereby the monocells are then 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 one another to form a stack of a large number of segments.
  • the segments are monocells or separator sheets with anode or cathode sheets arranged on them, a cathode or anode, for example, is located on a free side surface of the stack, which is then covered by the arrangement of a so-called closing cell.
  • the closing cell comprises a first separator sheet, an anode or cathode sheet arranged on top of it, and a second separator sheet arranged on top of it, but on which no cathode or anode sheet is arranged.
  • the closing cell can therefore also be viewed as a monocell without a cathode or anode sheet.
  • other designs of the closing cell are also possible.
  • delays in the provision of segments can occur for various reasons.
  • production facilities arranged parallel to one another in the production flow mean that the production facilities are arranged in such a way that each of the production facilities can be supplied with a segment without the need for another production facility to be interposed.
  • the production facilities are thus supplied with segments via different conveyor paths. If, for example, four production facilities are provided, a first production facility is supplied with segments via a first conveyor path, a second production facility via a second conveyor path, a third production facility via a third conveyor path, and a fourth production facility via a fourth conveyor path. In contrast, if the production facilities are arranged in series in the production flow, the segments would pass through the production facilities one after the other.
  • a production flow is understood to mean the movement of the segments, but also, for example, their starting products, starting materials, as well as the intermediate and/or end products formed by the segments within the device. The production flow is determined by conveyor paths.
  • a manufacturing facility is understood to mean a facility with which a segment can be processed or worked on.
  • the manufacturing facility thus creates added value. Consequently, for example, an ejection station with which individual segments can be removed from the production stream is not a manufacturing facility within the meaning of this application.
  • a device for the energy cell producing industry comprising a feed device which is designed to feed segments, wherein the device further comprises at least two production devices arranged parallel to one another in the production flow, each of which is designed to carry out a production step on or with a fed segment, and at least one discharge device which is designed to discharge the segments from the production devices, wherein the segments are transferred from the feed device to the production devices by means of a transfer device, and wherein the device can be controlled and/or regulated by means of a control signal from a control device in such a way that a segment taken over by the feed device is specifically assigned to a particular specific manufacturing facility or at least two manufacturing facilities.
  • the targeted feeding of the segments to one of the production facilities requires the transfer device to be switchable accordingly. This is the only way the segment taken over by the feed device can be fed to a production facility determined by the control device. This prevents the picked up segments from being assigned to the production facilities purely by chance.
  • the production station to which the segment is specifically fed can change depending on various conditions, for example due to the occurrence of a certain event or depending on time.
  • the production facility determined by the control device to which the segment is fed by the transfer device is referred to as the target production facility.
  • the transfer device defines a conveyor path for the segment from the feed device to the target production equipment. This means that the supply to the production equipment can be controlled in a very targeted manner, even if, for example, irregularities occur in the provision of segments.
  • each of the production facilities is assigned a unique identifier, for example in the form of a number and/or letter code.
  • the target production facility can be clearly defined and identified by the control device.
  • the identifier can be for example, be stored on a storage medium of the control device.
  • a processor of the control device preferably calculates a corresponding control signal in order to control and/or regulate the transfer device in such a way that the segment taken over by the feed device is transferred to the target production device. In this way, it can be ensured that the desired production device is supplied with the respective segment.
  • the segments are preferably the monocells mentioned at the beginning, so that the production facilities can be used to carry out a production step for producing energy storage devices, for example.
  • the device can be set up to carry out a production step on or with segments of a different type.
  • Multilayer segments for energy cells which can be used for example to produce fuel cells or solid-state accumulators, so-called solid-state batteries, are particularly suitable.
  • the device can be controlled and/or regulated by the control signal of the control device in such a way that a segment taken over by the feed device can be transferred to any of the existing production facilities.
  • the control device can define any of the existing production facilities as the target production facility for each individual segment taken over by the feed device.
  • the device is then also physically set up to implement the corresponding control signals of the control device.
  • the segment can also be completely un- depending on the time at which the segment is made available by the feed device, it can be transferred to the currently selected target production facility.
  • all existing production facilities can be used to parallelize the production process. Parallelization can increase the time required to carry out a production step at the production stations. For example, this enables production steps that were previously not possible due to the production speed, or production steps can be carried out with higher quality.
  • the feed device preferably comprises a single conveyor path for the segments, on which the segments are fed to the transfer device.
  • the transfer device thus not only takes on a distribution function, so that the segments are specifically transferred to the selected target production device.
  • the transfer device is thus able to split the single conveyor path for the purpose of parallelization.
  • the conveyor paths leading to the at least two production devices and defined by the transfer device can also overlap in sections.
  • a single discharge device is preferably provided to take over the segments from the production device. This is designed, for example, to bring the products or intermediate products manufactured by the production devices, for example a stack formed by segments, back together into a single conveyor path. The products or intermediate products can then be fed to a device for carrying out a downstream production step by means of the discharge device.
  • the production facilities are each formed by a stacking station, whereby the stacking stations are each set up to receive segments and stack them on top of each other. A stack is thus formed at each production facility. If, for example, segments in the form of the mono cells described above are used, the production facilities can each form cell stacks that can be used as energy storage devices.
  • the control device can control and/or regulate the device in such a way that exactly one of the at least two production devices is alternately the target for a segment.
  • the production devices can be supplied with segments in a predefined order, for example.
  • the production devices can be supplied with one segment each one after the other; furthermore, this process can be repeated as often as desired.
  • the proposed device thus advantageously makes it possible to compensate for any missing segments during provision by the feed device in such a way that the order of supply to the stacking stations is not affected. Segments can be missing during supply for various reasons, for example because they are removed for quality control.
  • the control device controls and/or regulates the device in such a way that the existing production facilities are alternately supplied with a predefined number of segments, preferably with exactly one segment. This makes it possible to achieve an even distribution of the segments across the production facilities.
  • the device is controlled and/or regulated by means of the control device in such a way that the production devices are supplied with segments in several passes, wherein in one pass each of the existing production devices is supplied with exactly one segment.
  • control device can be set up to sequence any number of passes directly one after the other in time.
  • the stacks of segments can be formed in such a way that the last segment of the respective stack is placed in each production station within one stacking pass. This ensures that the stacks are completed almost simultaneously. With the last segment of the stack, it reaches a predefined stack height that can be set using the control device.
  • the predefined stack height thus indicates the number of segments, preferably more than two segments, that are required to form a finished stack. If a cell stack is formed by means of the stacking stations, the stack can be supplemented with the above-mentioned final cell or with an anode sheet with or without a separator sheet after the predefined stack height has been reached in order to form a finished cell stack.
  • the stacks can also initially have different heights, so that the completion of the stacks, i.e. the reaching of the predefined stack height, is staggered in time in the individual production facilities by passing through the passes.
  • the first production facility can have a finished stack
  • a second production facility can have a stack that is 1% finished
  • a third production facility can have a stack that is 1% finished
  • a fourth production facility can have a stack that is 14% finished.
  • the stack is then transferred from the production device to the at least one discharge device when the corresponding production device has been supplied with segments by means of a predefined number of passes.
  • a new stack is then started at the respective production device.
  • the transfer device comprises at least one delivering transport unit with at least one holding device for exerting a holding force on the segment in the production flow
  • the production devices each comprise a receiving transport unit with at least one holding device for exerting a holding force on the segment in the production flow
  • a control signal generated by the control device enables a segment to be transferred in a targeted manner to one of the production devices.
  • a switchable switching device is provided for reducing or removing the holding force as a result of a signal from the control device. The switchability of the holding device of the delivering and/or receiving transport unit means that the segments can be transferred in a targeted manner to one of the production devices.
  • the dispensing and receiving transport units each comprise at least one rotatably driven rotary body, preferably in the form of a dispensing drum, wherein the dispensing and receiving transport units each comprise at least one vacuum sector that can be subjected to negative pressure in order to hold and transport a segment on a transport surface of the respective transport unit by means of negative pressure, wherein the device can be controlled and/or regulated in such a way that, as a result of a control signal from the control device for transferring the segment, a higher holding force is generated on the receiving transport unit relative to the dispensing transport unit at least in a transfer area between the dispensing and receiving transport units.
  • the vacuum sectors can thus be regarded as a holding device for the segments. The force acting on the transport surface or on a partial area of the transport surface due to the negative pressure thus changes temporarily. In this way, a reliable and product-friendly transfer of the segments to the production facilities can be ensured.
  • the transfer device comprises two delivering
  • Transport units each formed by a transfer drum are det and have corresponding holding devices, so that the segments can be transported, for example, on their outer surface, which forms the transport surface, along a section of a circular path.
  • a first delivering transport unit is preferably supplied with segments by the feed device. If corresponding segments are not transferred from the first delivering transport unit to one or more of the production devices assigned to it, they are preferably transferred by means of a deflection drum, which also comprises holding devices, to a second delivering transport unit in the form of a transfer drum, from which the remaining segments are transferred to one or more production devices assigned to the second delivering transport unit.
  • the first delivering transport unit can supply a first and a second production device, for example formed by stacking stations, with segments, while a second delivering transport unit supplies a third and fourth production device, which are also formed by stacking stations, for example, with segments.
  • the production flow can comprise four conveyor paths, with each conveyor path leading to one of the production devices.
  • the segments can be held by the vacuum in a product-friendly manner on a transport surface of the rotating bodies, for example on their outer surface.
  • the stacking stations each comprise a receiving transport unit which transports the segments at a conveying speed of one of the output transport units. units in a transfer area and then deposits them to form a stack.
  • the transfer device comprises the aforementioned rotating bodies and the segments are held on their outer surface, then the conveying speed corresponds to the peripheral speed of these rotating bodies.
  • the segment is preferably deposited to form the cell stack at a transfer point at a speed that is lower than the conveying speed, more preferably at a speed of zero. Consequently, the receiving transport unit is preferably designed to reduce its speed starting from the transfer area, where the segment is received by the transfer device, to a transfer point where the segments are stacked. In principle, it is also conceivable that the speed of the segment is increased in the meantime between the point at which the segment is received and the point at which it is deposited to form the stack.
  • the stacking stations each comprise at least one magazine in which the receiving transport unit places the segments on top of one another to form the stack.
  • the magazine is accordingly arranged at the receiving point where the segments are placed on top of one another to form a cell stack.
  • the magazine can, for example, be part of a magazine drum, so that the corresponding magazine can be rotated after the stack has been formed and can be made available in a collection area of the discharge device by the rotational movement of the magazine drum.
  • At least one switchable in a vacuum device Valve is arranged, wherein the at least one switchable valve can be switched by means of a control signal from the control device in such a way that the holding force acting on a segment on the transport surface of the dispensing transport unit is reduced.
  • the areas on the respective transport surface where the segments are to be held by a holding force can be subjected to negative pressure in a simple manner. If the dispensing transport unit comprises several negative pressure sectors, the holding force can be reduced specifically for one negative pressure sector, for example.
  • a switchable compressed air device for example by means of a valve, is provided for directing compressed air to a delivery point of the delivering transport unit and/or to a receiving point of the receiving transport unit, wherein the compressed air device can be switched by means of a control signal from the control device.
  • a delivery force can be exerted on the segment, thereby improving the transfer of the segment from the transfer device to the respective target stacking station. It is crucial that in this case the pressure force acts in the direction of the receiving transport unit.
  • the holding force acting on the segment due to the negative pressure on the delivering transport unit of the transfer device can be increased in comparison to the receiving transport unit.
  • transport unit of the production facility can be temporarily reduced or eliminated.
  • the negative pressure level for generating the holding force of the receiving transport unit can then remain constant.
  • the holding force acting on the segment through negative pressure on the receiving transport unit of the respective production facility can be higher than that of the delivering transport unit of the transfer facility or can be temporarily increased.
  • the negative pressure level for generating the holding force of the delivering transport unit can then remain constant.
  • the segment to be delivered which is held by means of a negative pressure on a transport surface of the delivering transport unit, can be temporarily subjected to a force acting in the direction of the stacking station by compressed air. If the holding device of the delivering transport unit is still active in this situation, the holding force exerted by the delivering transport unit on the segment in the transfer area is lower than the pressure force exerted by the compressed air in the direction of the delivering transport unit.
  • the existing production facilities have an identical structure and/or are set up to carry out an identical production step on or with one segment. This can create redundancy so that the system reliability of the device is increased.
  • a discharge station which is designed to discharge segments from the production stream.
  • a discharge station can, for example, comprise an ejection drum with which the segments can be discharged into a reject reservoir.
  • the discharge station is preferably set up to remove a segment from the product stream as a result of a switching signal.
  • the discharge station can be located upstream of the transfer device in the production flow.
  • the data generated by the discharge station is provided to the control device.
  • the control device can use this data to control and/or regulate the transfer device.
  • the transfer device can also be controlled and/or regulated on the basis of this data.
  • the discharge station can also be arranged downstream of the transfer device in the production flow, so that the discharge station is supplied with segments by appropriate control and/or regulation of the transfer device. These segments are then not fed to the production equipment.
  • the discharge station can, for example, be arranged in the production flow, like the production equipment, parallel to the existing production equipment.
  • the transfer device is then set up to transfer the segment either to one of the production equipment or to the discharge station, depending on the control signal from the control device.
  • segments can be removed from the production stream if an inspection has shown that they do not meet the quality requirements. It is also possible to remove segments from the production stream in order to use them as samples for quality control.
  • the feed device preferably has several segment holders, which are each set up to transport one segment, wherein a detection device is provided which is set up to detect unoccupied segment holders of the feed device, wherein data determined by the detection device are made available to the control device for controlling and/or regulating the transfer device.
  • the detection device can, for example, comprise an optical measuring instrument, for example in the form of a camera. In principle, however, other embodiments of the detection device are also conceivable. Using the data transmitted to the control device in this way, the transfer station can always specifically take over the next incoming segment from the feed device and transfer it to the respective target conveyor device.
  • a method for carrying out a manufacturing step on or with a segment for the energy cell producing industry is proposed, wherein the method is carried out using the device according to one of the preceding claims.
  • the technical effects and advantages associated with the proposed method reference is made to the preceding statements in connection with the device.
  • segments in the form of monocells are stacked on top of one another in the production facilities, wherein the monocells each comprise two separator sheets, an anode sheet and a cathode sheet. It is further proposed that a first type of segment in the form of monocells is fed by means of the feed device, and that a second type of segment, which differs from the first type of segment, is additionally fed by means of the feed device, wherein a second type segment taken over by the feed device is specifically transferred by the transfer device to a specific production device of the at least two production devices in such a way that the second type segment forms the first or last layer of the stack of segments formed by the respective production device.
  • a pre- and/or post-laying function for a closing cell can thus be implemented by means of the production devices.
  • the closure of an energy cell can take place by means of the production devices with a second type segment, for example in the form of a single anode sheet with or without a separator sheet, in the form of the closing cell mentioned at the beginning, or in the form of an insulating and/or protective sheet that protects the front of the stack from external mechanical influences.
  • the second type segment can also comprise a wrapping material. Such wrapping material is preferably dimensioned in such a way that the rest of the stack can be partially or completely surrounded, in particular wrapped, so that the segments of the respective stack can be fixed in place.
  • Additional devices for placing or adding a corresponding end to the stack can thus be omitted.
  • the segment of the second type can then be fed to the transfer device by means of the feed device or by means of a separate feed device.
  • Fig. 1 shows a device with four production facilities
  • Fig. 2 a production facility in the form of a stacking station
  • Fig. 3 is a schematic representation of a delivering transport unit of a transfer device and a receiving transport unit of a production device.
  • Figure 1 shows a device 1 for forming stacks 15 from segments 16 for the energy cell production industry.
  • the device 1 comprises a feed device 2, a discharge device 3, an upstream cutting device 9 and four production devices 8a-8d arranged in a production stream between the feed device 2 and the discharge device 3.
  • the production devices 8a-8d are arranged parallel to one another in the production flow, so that they can be supplied with segments 16 directly from a transfer device 4, i.e. without the need for an additional production device 8a-8d. In principle, however, more or fewer than four production devices 8a-8d are also conceivable.
  • the four production devices 8a-8d are formed by stacking stations, each of which is designed to receive segments 16 and stack them on top of one another to form a stack 15.
  • the segments 16 are stacked by the means described above. Monocells are formed so that stacks 15 in the form of cell stacks are formed by means of the production devices 8a-8d.
  • the feeding device 2 feeds the segments 16 to the transfer device 4 to form stacks 15, which receives them and transfers them to the production devices 8a-8d.
  • An endless web 30 made up of two endless webs of a separator material with anode blades arranged between them and spaced apart in the longitudinal direction of the endless web 30 and cathode blades resting on one side of one of the endless webs of the separator material and also spaced apart in the longitudinal direction of the endless web 30 is fed to the device 1.
  • the endless web 30 can also be formed from just one endless web of a separator material with or without adjacent electrode blades. If the endless web 30 has spaced apart electrode blades, the cut in the cutting device 9 is made through the separation points between the electrode blades.
  • the cutting device 9 is formed here by a pair of drums consisting of a cutting drum with cutting blades and a counter drum with counter blades and cuts the endless web 30 guided onto the cutting drum or the counter drum by shearing the cutting blades on the counter blades into segments 16 of a predetermined length, which is defined by the distances between the cutting blades or the counter blades, depending on whether the endless web 30 is guided on the cutting drum or the counter drum.
  • the cutting device 9 can be set up to cut the endless web 30 into segments 16 of a predetermined length by thermal cutting.
  • the cut segments 16 are the feed device 2.
  • the feed device 2 comprises several transport drums on which the segments 16 are held, for example by means of a vacuum, until they are finally transferred to a first delivering transport unit 21 in the form of a transfer drum of the transfer device 4.
  • the supplied endless web 30 is a four-layer web, so that the segments 16 cut from it correspond to the monocells described above, which can be used to form energy storage devices.
  • the feeding device 2 comprises a discharge station 6, shown only schematically, with which defective segments 16 can be detected and discharged from the production process.
  • the four production devices 8a-8d each comprise a receiving transport unit 11 in the form of a removal stamp driven to rotate.
  • the transfer device 4 comprises the already mentioned first dispensing transport unit 21 in the form of a transfer drum and a second dispensing transport unit 23 also in the form of a transfer drum.
  • Two of the receiving transport units 11 are assigned to the first dispensing transport unit 21; during their orbital movement they remove segments 16 from the dispensing transport unit 21 and then transfer them to a magazine drum 10, which is explained in more detail below with reference to Figure 2.
  • the transfer device 4 is controlled and/or regulated by a control device 20 in such a way that each segment 16 taken over by the feed device 2 is specifically assigned to one of the four production production facilities 8a, 8b, 8c or 8d.
  • one of the production facilities 8a, 8b, 8c or 8d is defined as the target production facility by means of the control device 20.
  • the production facilities 8a-8d are each assigned a unique station ID.
  • the production facility 8a is identified by the station ID S1; the production facilities 8b by S2; the production facility 8c by S3; and the production facility 8d by S4.
  • the segments 16 are to be distributed successively to the production devices 8a, 8b, 8c and 8d, so that the respective stacks 15 are always completed in the same order.
  • the control device 20 thus initially defines the production device 8a as the target production device using the station ID S1.
  • a segment 16 transferred from the feed device 2 to the transfer device 4 is transferred from the first delivering transport unit 21 to the stacking station 8a.
  • the production facility 8a is followed as the target production facility by the production facility 8b, which is identified by the station ID S2.
  • a segment 16 transferred from the feed device 2 to the transfer device 4 is transferred by the first delivering transport unit 21 to the production facility 8b.
  • the target production facility following the production facility 8b is the production facility 8c, which is identified by the station ID S3.
  • a segment 16 transferred from the feed device 2 to the transfer device 4 is transferred by the first delivering transport unit 21 to the rotation body 5 in the form of a steering drum and from there in turn passed on to the second delivering transport unit 23; the rotary body 5 and the second delivering transport unit 23 are part of the transfer device 4.
  • the orientation of the segments 16 in relation to their surfaces is rotated twice when they are taken over from the first delivering transport unit 21 and transferred from the rotary body 5 to the second delivering transport unit 23, so that the segments 16 are then arranged on the second delivering transport unit 23 in an identical orientation as on the first delivering transport unit 21.
  • the second delivering transport unit 23 is assigned two receiving transport units 11 in the form of rotating removal stamps, which take over the segments 16 from the second delivering transport unit 23 and feed each one to a magazine drum 10 according to the same principle.
  • the segment 16 can then be passed on from the second delivering transport unit 23 to the production device 8c.
  • the production facility 8d which is identified by the station ID S4, follows the production facility 8c as the target production facility.
  • the segment 16 is transferred from the feed device 2 via the first delivering transport unit 21, the rotation body 5 and the second delivering transport unit 23 to the production facility 8d.
  • the successive supply of the production equipment 8a, 8b, 8c and 8d with one segment 16 each is referred to as a pass, which can be repeated as often as desired until a predefined stack height is reached.
  • a stack 15 has been completed on one of the production devices 8a-8d, i.e. a predefined number of segments 16 have been stacked on top of one another, the respective magazine drum 10 can be rotated so that the stack 15 can be transferred to the discharge device 3.
  • the control device 20 is designed to control the transfer device 4 and the receiving transport units 11 in such a way that the previously described sequence of the target production devices can be maintained even if the feed device 2 does not continuously feed segments 16, i.e. if a segment holder of the feed device 2 remains empty.
  • a detection device 22 is provided which is connected to the control device 20 by means of signals.
  • the absence of a segment 16 would result in one or more of the production devices 8a, 8b, 8c or 8d being skipped when being supplied with a segment 16. This can be prevented by the proposed device 1 by means of appropriate control or regulation.
  • the device 1 comprises a test device (not shown) which is designed to detect defective segments 16.
  • the defective segments 16 are then not removed by the receiving transport units 11 from the two output transport units 21 and 23 and instead are discharged via an ejection drum 25 into a reject reservoir 26.
  • the feeding of a defective segment 16 to the ejection drum 25 is also carried out by corresponding control signals from the control device 20.
  • the reject reservoir 26 is in this case downstream of the transfer device 4 in the production stream.
  • the segments 16 are fed in a stream by the feed device 2 and transferred to the four production devices 8a-8d for parallel stacking.
  • the segments 16 are delivered from the four receiving transport units 11 into four parallel magazine drums 10 of the production devices 8a-8d, in which the segments 16 are placed on top of one another to form stacks 15 and then delivered to the discharge device 3.
  • the four production devices 8a-8d each have a receiving transport unit 11, a magazine drum 10 and a dispensing device 12 as core components, wherein one of the production devices 8a-8d is shown enlarged in Figure 2.
  • FIG. 2 shows that the receiving transport unit 11 of a production device 8 is formed by a removal stamp driven to rotate, which during each rotational movement removes a segment 16 from one of the two output transport units 21 or 23 (see Figure 1) and moves it to a take-over point I of the magazine drum 10.
  • the magazine drum 10 has four magazines 13 arranged on its outer circumference, which are open to the outside.
  • a stripping device in the form of a comb-like stripping part 27 with a plurality of stripping webs arranged parallel to one another is provided, which engages with the stripping webs through corresponding slots of a likewise fixed stripping wall 28.
  • the stripping part 27 is thus to be understood as an active offshoot, which removes the segment 16 from the trans- port unit 11 and places it on the top of a stack 15 to be formed in the magazine 13.
  • a parallel guide 50 is provided which does not rotate with the magazine drum 10 and forms a height-adjustable base for the stack 15 to be formed at the transfer point I.
  • the parallel guide 50 moves the stack bottom of the unfinished stack 15 downwards during stacking in order to keep the stack top edge in the magazine at a constant height for the addition of further segments 16.
  • the parallel guide 50 has struts arranged parallel to one another which can engage in corresponding recesses in the magazine 13 when the magazine is at the transfer point I.
  • the removal stamp has slots 29 which are parallel to one another and directed in the circumferential direction of the rotational movement of the removal stamp, into which the stripping part 27 engages with its stripping webs during the rotational movement of the removal stamp, whereby the segments 16 held on the outside of the removal stamp are stripped into the magazine 13 arranged in the transfer point I during the rotational movement of the removal stamp. Since the transfer point I in the present embodiment is arranged on the top side of the magazine drum 10 and the segments 16 are inserted into the magazine 13 from above, the insertion movement of the segments 16 into the magazines 13 is in this case additionally supported by the acting gravity; the depositing of segments 16 in the respective magazine 13 is, however, primarily brought about by the active stripping part 27.
  • the magazine 13 has comb-like side walls with engagement openings 17 aligned in the circumferential direction and a holding device 14 in the form of several engagement fingers that can be pivoted by means of a pivoting mechanism.
  • the movement of the holding device 14 of the magazine 13, i.e. the pivotable engagement fingers, is controlled by the control device 20 such that the engagement fingers of the holding device 14 do not reach through the engagement openings 17 at the transfer point I and thus expose the opening of the magazine 13 to the outside.
  • the opening of the magazine 13 in the transfer point I is thus freely accessible and the segments 16 can be stacked therein to form a stack 15 at a predefined height by a repeating circular movement of the dispensing transport unit 21.
  • the magazine drum 10 When the predetermined height of the stack 15 in the magazine 13 is reached, the magazine drum 10 is rotated by 90 degrees and the next magazine 13 is moved to the transfer point I to repeat the stacking process. At the same time, when the magazine drum 10 begins to rotate, the holding device 14 is moved by the control device 20 (see Figure 1) so that its engaging fingers reach through the engaging openings 17 in the side walls of the magazine 13 and come to rest on the top of the stack 15. The holding device 14 then secures the stack 15 against accidentally escaping from the magazine 13.
  • the magazine 13 filled with the stack 15 reaches the transfer point II, which is the lower one in the illustration.
  • the stationary delivery device 12 is arranged in the form of several parallel to each other and aligned with the inputs.
  • handle openings 17 are provided which, during the rotational movement of the magazine drum 10, engage in the engagement openings 17 at the level of the bottom of the magazine 13 and thereby comb the stack 15 out of the magazine 13. Since the stacks 15 are discharged downwards from the magazine 13, the discharge movement is again assisted by gravity. In order to discharge the stack 15, the holding device 14 was released in a previous step.
  • the dispensing device 12 is formed here by a structure of fixed webs which comb the stacks 15 out of the magazines 13. If such active combing is not required, it is also sufficient if the delivery device 12 merely actuates the holding device 14 and the stacks 15 fall out of the magazines 13 solely by gravity. In this case, the delivery device 12 would be a passive delivery device 12, which triggers the removal of the stacks 15 but does not actively support it.
  • a pusher could also be provided in the magazine drum 10 and a pickup device below the transfer point II.
  • the transfer of the stack 15 from the magazine 13 could also be carried out with the aid of gravity, depending on the design.
  • the discharge device 3 shown in Figure 1 comprises a
  • Endless conveyor device 33 such as an endless belt, a Endless chain, an endless belt or the like.
  • the endless conveyor device 33 is equipped with a plurality of workpiece carriers 34 which have a receptacle 35 shaped to match the shape of the stack 15.
  • the workpiece carriers 34 are aligned and held on the endless conveyor device 33 such that they are arranged in the transfer point II (see Figure 2) under the magazine 13 such that the stack 15 is removed from the magazine 13 into a receptacle 35 of the workpiece carrier 34.
  • the removal device 3 carries out a timed feed movement while the workpiece carriers 34 are transported either from one of the production devices 8a, 8b, 8c, 8d to the next or in jumps over several stacking stations 8a, 8b, 8c, 8d.
  • a second feed device 37 with a second cutting device 38 and a removal device 36 is provided.
  • the second feed device 37 is also fed with an endless web 31, either in a single layer made of a separator material or in multiple layers, such as three layers with several webs of separator material and electrode sheets arranged in between, with no electrode sheets being provided on the outer sides of this endless web.
  • This endless web is cut in the second cutting device 38 according to the same principle as the first cutting device 9 into segments 16 (in this case these are the end cells described at the beginning) of a predetermined length, which are then transferred to a rotating body 39 in the form of a transfer drum, from which the segments 16 are removed by the second removal device 36 and placed in the receptacles 35 of the workpiece carriers 34 before the stacks 15 are introduced from the magazine drums 10 into the receptacles 35.
  • the stacks 15 inserted by the magazine drums 10 have a free electrode sheet on one of their surfaces. This free electrode sheet is then covered by the segment 16, the closing cell, inserted via the second removal device 36. Since the segment 16 inserted by the second removal device 36 deliberately does not have a free electrode sheet and instead has a separator material on both surfaces, the stack 15 of the segments 16 finally removed by the removal device 3 also has a separator material on both sides.
  • the second removal device 36 places the segments 16 in the receptacles 35 of the workpiece carriers 34 before the stacks 15 are introduced.
  • the second removal device 36 places the segments 16 on the cell stacks 15 from above after the cell stacks 15 have been inserted into the receptacles 35.
  • the segments 16 that differ from the monocells can be fed to the transfer device 4 by means of the second feed device 37, where it is then fed to one of the production devices 8a, 8b, 8c or 8d, for example as the first segment 16 of a stack 15 to be formed.
  • the transfer device 4 can then supply the corresponding production device 8a, 8b, 8c or 8d with segments 16 until the cell stack 15 has reached the predefined height, i.e. is completed.
  • a corresponding inspection device (not shown) is also provided in the second feed device 37, by means of which defective segments 16 are detected and discharged into a second reject reservoir 19.
  • the dispensing transport unit 21 comprises several vacuum sectors 7, which can be subjected to a vacuum by means of a vacuum reservoir 47 depending on the position of the valves 42. Segments 16 can thus be subjected to a holding force on a transport surface 48, which is formed here by a lateral surface of the rotating body, by the effect of the vacuum and can thus be held and transported.
  • the vacuum sectors 7 therefore form a holding device for exerting a holding force on the segments 16.
  • FIG. 3 shows the delivering transport unit 21 in the form of the transfer drum as part of the transfer device 4.
  • the receiving transport unit 11 is arranged in a transfer area 40 tangentially to the delivering transport unit 21.
  • the receiving transport unit 11 is designed as a segment drum and has a vacuum sector 18 in one circumferential section, for example in the form of a cam, which extends for example by approximately 50°, and a vacuum-free sector 24 in a second circumferential section, which extends for example by the remaining 310°.
  • the vacuum sector 18 is supplied with vacuum via a central vacuum reservoir 32. Basically, the drums are only subjected to a vacuum in parts of their circumference.
  • the rotational position of the receiving transport unit 11 is set such that the vacuum sector 18 faces away from the delivering transport unit 21 and thus is not in operative relationship with the rotary body 21.
  • the vacuum-free sector 24 is therefore located in a transfer area 40 of the delivering and receiving transport units 21 and 11.
  • the receiving transport unit 11 is thus switched to a non-functional state and the segments 16 held on the delivering transport unit 21 and passing through the transfer area 40 are conveyed further on the rotary body 21 in the direction of rotation R, for example up to the 3 o'clock position.
  • the vacuum sector 18 of the receiving transport unit 11 is pivoted in the direction of rotation R' into the transfer area 40; this position is shown in Figure 3.
  • a valve 43 is opened by the control device 20 (see Figure 1) and the transfer area 40 is pressurized with compressed air via the compressed air line 46, which is supplied with compressed air via a compressed air device 45, in order to break the negative pressure generated there by a vacuum device 41.
  • the delivering transport unit 21 no longer exerts a holding force on the segment 16 located in the transfer area 40, this is sucked in and taken over by the vacuum sector 18 of the receiving transport unit 11, so that the segment ment 16 can be transported further on a transport surface 49 of the receiving transport unit 11.
  • the segment 16 is conveyed further and can, for example, be transferred to the rotation body 5 arranged downstream of the receiving transport unit 11 or to the production device 8b (see Figure 1), which are not shown in Figure 3 for the sake of better clarity.
  • the negative pressure of the delivering transport unit 21 for delivering a segment 16 to the removal device 11 is broken or neutralized by means of compressed air.
  • the negative pressure of the delivering transport unit 21 for delivering a segment 16 does not have to be reduced to zero. In general, it is sufficient for the transfer if the negative pressure of the receiving transport unit 11 exerts a stronger holding force on the segment 16 than the delivering transport unit 21.
  • vacuum lines 44 which connect the vacuum reservoir 47 to the vacuum sectors 7 of the dispensing transport unit 21, can also be deactivated by means of the valves 42, so that the segments 16 are no longer held by the vacuum on the outer surface of the dispensing transport unit 21.
  • the valves 42 are then also controlled by means of the control device 20.
  • this principle of transfer can also be applied for further transfers of the segments 16; in particular for a transfer of the segments 16 from the delivering transport unit 21 to the second production facility 8b; for a transfer from the first delivering transport unit 21 to the rotary body 5; for a transfer from the rotary body 5 to the second delivering transport unit 23; and for a transfer from the second delivering transport unit 23 to the production facilities 8c and 8d.
  • a segment 16 fed by the feed device 2 can be fed in a simple manner to one of the production devices 8a to 8d.
  • the rotational movement of the receiving transport unit 11 does not necessarily have to be changed for control or regulation.

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Abstract

Vorrichtung (1) für die Energiezellen produzierende Industrie, umfassend - eine Zuführeinrichtung (2), welche dazu eingerichtet ist, Segmente (16) zuzuführen, wobei - die Vorrichtung (1) ferner wenigstens zwei im Produktionsstrom parallel zueinander angeordnete Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) umfasst, welche jeweils dazu eingerichtet sind, an einem oder mit einem zugeführten Segment (16) einen Fertigungsschritt zu vollziehen, und - wenigstens eine Abführeinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, die Segmente (16) von den Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) abzuführen, wobei - die Segmente (16) mittels einer Übergabeeinrichtung (4) von der Zuführeinrichtung (2) an die Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) übergeben werden, und wobei - die Vorrichtung (1) mittels eines Steuersignals einer Steuereinrichtung (20) derart steuer- und/oder regelbar ist, dass ein von der Zuführeinrichtung (2) übernommenes Segment (16) durch die Übergabeeinrichtung (4) gezielt einer bestimmten Fertigungseinrichtung (8a, 8b, 8c, 8d) der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) übergeben wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren für die Energiezellen produzierende Industrie
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Energiezellen produzierende Industrie mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Durchführen eines Fertigungsschrittes an oder mit Segmenten für die Energiezellen produzierende Industrie.
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Katho- denblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho- denblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho- denblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne dieser Anmeldung sind demnach beispielsweise einlagige Segmente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.
Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der WO 2016/041713 A1 und der DE 10 2017 216 213 A1 bekannt.
Ferner ist auch aus der WO 2019/048589 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels bekannt. Hierzu ist ein Transportsystem mit Schlitten vorgesehen, auf denen Elektroden- und Separatorlagen gestapelt werden können. Es existieren Stapelstationen an denen nur Separatorlagen abgelegt werden, Stapelstationen an denen nur Kathodenlagen abgelegt werden sowie Stapelstationen, an denen nur Anodenlagen abgelegt werden. So kann durch entsprechendes Verfahren des Schlittens zu den Stapelstationen auf der Ablagefläche des Schlittens ein Zellstapel in der gewünschten Abfolge aufgeschichtet werden.
Aus der US 2002/0007552 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Herstellen einer Batteriezelle bekannt. Nach der Herstellung einer Batteriezelle wird diese mittels des sogenannten „Pick and Place“ Prinzips an ein Förderband übergeben.
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobilität erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produktionsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zellformationen ist hier nicht möglich.
Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser und Werkzeuge zur Teilungsänderung.
Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe, und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller bewegte Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer. Um die Produktionskosten der Batterieherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind.
Die Segmente werden in einem vorgelagerten Herstellungsschritt dabei in einem ersten Schritt zu den sogenannten Monozellen, bestehend aus einem ersten Separatorblatt, einem darauf angeordneten Anodenblatt, einem darauf angeordneten zweiten Separatorblatt und einem darauf angeordneten Kathodenblatt aufeinandergelegt. Eine Monozelle kann grundsätzlich aber auch die Schichtfolge: Separatorblatt - Kathodenblatt - Separatorblatt - Anodenblatt aufweisen. Alternativ können die Separatorblätter zunächst als zwei Endlosbahnen geführt werden, wobei dann auf eine der Endlosbahnen die bereits geschnittenen Segmente in Form der Anodenblätter und auf die andere Endlosbahn die bereits geschnittenen Segmente in Form der Kathodenblätter aufgelegt und durch einen Laminierungsprozess miteinander verbunden werden. Anschließend werden die so vorgefertigten Verbundbahnen in einem weiteren Laminierungsprozess miteinander zu einer dann vierlagigen Verbundbahn verbunden.
Es ist grundsätzlich auch möglich, die erste geschnittene Elektrode in Form der Kathode oder Anode zwischen die Separatorblätter in Form der Endlosbahnen zu legen und die zweite geschnittene Elektrode in Form der Anode oder Kathode auf oder unter eines der Separatorblätter zu legen. Es erfolgt anschließend das Laminieren der vierlagigen Bahn in einem gemeinsamen Laminierungsprozess, so dass noch während des Bestehens der Endlosbahnen, also vor dem Schneiden, die Monozelle in einer festen Formation hergestellt wird.
Unabhängig davon, ob die Monozellen mit einem ein- oder zweistufigen Laminierungsprozess hergestellt werden, werden die Monozellen anschließend durch einen Schnitt durch die Abstände zwischen den aufeinander folgenden Anodenblättern bzw. Kathodenblättern von der Verbundbahn geschnitten.
Alternativ können die Endlosbahnen aus dem Separatormaterial mit den darauf angeordneten Anodenblättern und Kathodenblättern auch erst geschnitten werden, wobei die Monozellen dann durch einen nachgelagerten Verbundprozess von jeweils einem ersten geschnittenen Separatorblatt mit einer Anode mit einem zweiten geschnittenen Separatorblatt mit einer Kathode hergestellt werden.
Die Segmente werden dann zu einem Stapel aus einer Vielzahl von Segmenten aufeinandergestapelt. Sofern es sich bei den Segmenten um Monozellen oder Separatorblätter mit darauf angeordneten Anoden- oder Kathodenblättern handelt, befindet sich an einer freien Seitenfläche des Stapels beispielsweise eine Kathode oder Anode, welche dann durch die Anordnung einer sogenannten Abschlusszelle abgedeckt wird. Die Abschlusszelle umfasst in diesem Fall ein erstes Separatorblatt, ein darauf angeordnetes Anodenoder Kathodenblatt und ein darauf angeordnetes zweites Separatorblatt, auf dem jedoch kein Kathoden- oder Anodenblatt angeordnet ist. Damit kann die Abschlusszelle auch als eine Monozelle ohne ein Kathoden- oder Anodenblatt angesehen werden. Es sind jedoch auch andere Ausführungen der Abschlusszelle möglich. Beim Be- oder Verarbeiten von Segmenten, beispielsweise beim Bilden von Zellstapeln aus Segmenten, kann es jedoch aus verschiedenen Gründen zu Verzögerungen bei der Bereitstellung von Segmenten kommen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine verbesserte Vorrichtung und ein korrespondierendes Verfahren zum Vollziehen eines Fertigungsschrittes an einem oder mit einem zugeführten Segment anzugeben, mit denen die Verzögerungen bei der Bereitstellung von Segmenten kompensierbar sind.
Es seien zunächst einige im Rahmen dieser Anmeldung verwendete Begriffe erläutert.
Unter parallel im Produktionsstrom zueinander angeordneten Fertigungseinrichtungen ist im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, dass die Fertigungseinrichtungen derart angeordnet sind, dass jede der Fertigungseinrichtungen ohne Zwischenschaltung einer anderen Fertigungseinrichtung mit einem Segment versorgt werden kann. Die Fertigungseinrichtungen werden somit über unterschiedliche Förderpfade mit Segmenten versorgt. Wenn beispielsweise vier Fertigungseinrichtungen vorgesehen sind, dann wird eine erste Fertigungseinrichtung über einen ersten Förderpfad mit Segmenten versorgt, eine zweite Fertigungseinrichtung über einen zweiten Förderpfad, eine dritte Fertigungseinrichtung über einen dritten Förderpfad und eine vierte Fertigungseinrichtung über einen vierten Förderpfad. Im Gegensatz dazu würden bei einer Reihenanordnung der Fertigungseinrichtungen im Produktionsstrom die Segmente die Fertigungseinrichtungen nacheinander durchlaufen. Unter einem Produktionsstrom wird im Sinne dieser Anmeldung die Bewegung der Segmente, aber beispielsweise auch deren Ausgangsprodukte, Ausgangsstoffe, sowie die durch die Segmente gebildeten Zwischen- und/oder Endprodukte innerhalb der Vorrichtung verstanden. Der Produktionsstrom wird durch Förderpfade festgelegt.
Unter einer Fertigungseinrichtung ist im Sinne dieser Anmeldung eine Einrichtung zu verstehen, mit der ein Segment be- oder verarbeitet werden kann. Somit wird durch die Fertigungseinrichtung eine Wertschöpfung erreicht. Folglich ist beispielsweise eine Ausschleusestation, mit der einzelne Segmente aus dem Produktionsstrom entfernt werden können, keine Fertigungseinrichtung im Sinn dieser Anmeldung.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Anmeldung wird zur Lösung der Aufgabe eine Vorrichtung für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, umfassend eine Zuführeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Segmente zuzuführen, wobei die Vorrichtung ferner wenigstens zwei im Produktionsstrom parallel zueinander angeordnete Fertigungseinrichtungen umfasst, welche jeweils dazu eingerichtet sind, an einem oder mit einem zugeführten Segment einen Fertigungsschritt zu vollziehen, und wenigstens eine Abführeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Segmente von den Fertigungseinrichtungen abzuführen, wobei die Segmente mittels einer Übergabeeinrichtung von der Zuführeinrichtung an die Fertigungseinrichtungen übergeben werden, und wobei die Vorrichtung mittels eines Steuersignals einer Steuereinrichtung derart steuer- und/oder regelbar ist, dass ein von der Zuführeinrichtung übernommenes Segment durch die Übergabeeinrichtung gezielt einer be- stimmten Fertigungseinrichtung der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen übergeben wird.
Die gezielte Zuführung der Segmente zu einer der Fertigungseinrichtungen setzt eine entsprechende Schaltbarkeit der Übergabeeinrichtung voraus. Nur so kann das von der Zuführeinrichtung übernommene Segment einer durch die Steuereinrichtung festgelegten Fertigungseinrichtung zugeführt werden. Damit kann eine rein zufällige Zuordnung der aufgenommenen Segmente zu den Fertigungseinrichtungen verhindert werden.
Diejenige Fertigungsstation, der das Segment gezielt zugeführt wird, kann sich in Abhängigkeit verschiedener Bedingungen, beispielsweise durch Eintreten eines bestimmten Ereignisses oder in Abhängigkeit der Zeit, ändern. Nachfolgend wird die von der Steuereinrichtung bestimmte Fertigungseinrichtung, der das Segment durch die Übergabeeinrichtung zugeführt wird, als Zielfertigungseinrichtung bezeichnet.
Die Übergabeeinrichtung legt einen Förderpfad für das Segment ausgehend von der Zuführeinrichtung bis hin zu der Zielfertigungseinrichtungen fest. So kann die Versorgung der Fertigungseinrichtungen ganz gezielt gesteuert werden, auch wenn sich beispielsweise Unregelmäßigkeiten bei der Bereitstellung von Segmenten ergeben.
Vorzugsweise ist jeder der Fertigungseinrichtungen eine eindeutige Kennung zugeordnet, beispielsweise in Form eines Zahlen- und/oder Buchstabencodes. Durch die Verwendung dieser Kennung kann die Zielfertigungseinrichtung durch die Steuereinrichtung eindeutig festgelegt und identifiziert werden. Die Kennung kann bei- spielsweise auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung gespeichert sein.
Ein Prozessor der Steuereinrichtung berechnet vorzugsweise ein entsprechendes Steuersignal, um die Übergabeeinrichtung derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das von der Zuführeinrichtung übernommene Segment an die Zielfertigungseinrichtung übergeben wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die gewünschte Fertigungseinrichtung mit dem jeweiligen Segment versorgt wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Segmenten um die eingangs genannten Monozellen, so dass durch die Fertigungseinrichtungen beispielsweise ein Fertigungsschritt zur Erzeugung von Energiespeichern vorgenommen werden kann. Grundsätzlich kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, an oder mit Segmenten anderer Art einen Fertigungsschritt zu vollziehen. Infrage kommen insbesondere mehrlagige Segmente für Energiezellen, die beispielsweise zur Herstellung von Brennstoffzellen oder Feststoffakkumulatoren, sogenannten Solid-State-Batterien, verwendet werden können.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung durch das Steuersignal der Steuereinrichtung derart steuer- und/oder regelbar, dass ein von der Zuführeinrichtung übernommenes Segment an jede beliebige Fertigungseinrichtung der vorhandenen Fertigungseinrichtungen übergeben werden kann. Mit anderen Worten: Die Steuereinrichtung kann für jedes einzelne von der Zuführeinrichtung übernommene Segment jede der vorhandenen Fertigungseinrichtungen als Zielfertigungseinrichtung definieren. Weiterhin ist die Vorrichtung dann auch physikalisch dazu eingerichtet, die entsprechenden Steuersignale der Steuereinrichtung umzusetzen. Damit kann das Segment auch völlig un- abhängig vom Zeitpunkt der Bereitstellung des Segments durch die Zuführeinrichtung der gerade ausgewählten Zielfertigungseinrichtung übergeben werden. Weiterhin können dadurch alle vorhandenen Fertigungseinrichtungen zur Parallelisierung des Fertigungsprozesses genutzt werden. Durch die Parallelisierung kann die Zeitspanne zur Durchführung eines Fertigungsschrittes an den Fertigungsstationen gesteigert werden. So werden beispielsweise Fertigungsschritte ermöglicht, die zuvor aufgrund der Produktionsgeschwindigkeit nicht möglich waren bzw. es können Fertigungsschritte mit höherer Qualität durchgeführt werden.
Vorzugsweise umfasst die Zuführeinrichtung einen einzigen Förderpfad für die Segmente, auf dem die Segmente der Übergabeeinrichtung zugeführt werden. Die Übergabeeinrichtung übernimmt so nicht nur eine Verteilungsfunktion, so dass die Segmente gezielt an die ausgewählte Zielfertigungseinrichtung übergeben werden. Zusätzlich ist die Übergabeeinrichtung so in der Lage, den einzigen Förderpfad zum Zwecke der Parallelisierung aufzuspalten. Die zu den wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen führenden, von der Übergabeeinrichtung definierten Förderpfade können sich auch abschnittsweise überschneiden.
Weiter vorzugsweise ist eine einzige Abführeinrichtung vorgesehen, um die Segmente von der Fertigungseinrichtung zu übernehmen. Diese ist beispielsweise dazu eingerichtet, die von den Fertigungseinrichtungen hergestellten Produkte oder Zwischenprodukte, beispielsweise einen durch Segmente gebildeten Stapel, wieder zu einem einzigen Förderpfad zusammenzuführen. Mittels der Abführeinrichtung können die Produkte oder Zwischenprodukte dann einer Einrichtung zum Durchführen eines nachgelagerten Fertigungsschrittes zugeführt werden. Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Fertigungseinrichtungen jeweils durch eine Stapelstation gebildet sind, wobei die Stapelstationen jeweils dazu eingerichtet sind, Segmente aufzunehmen und zu Stapeln aufeinanderzulegen. Es wird somit an jeder Fertigungseinrichtung ein Stapel gebildet. Sofern beispielsweise Segmente in Form der eingangs beschriebenen Monozellen verwendet werden, können durch die Fertigungseinrichtungen jeweils Zellstapel gebildet werden, die als Energiespeicher genutzt werden können.
Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung die Vorrichtung derart steuern und/oder regeln, dass wechselnd genau eine der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen das Ziel für ein Segment ist. Auf diese Weise können die Fertigungseinrichtungen beispielsweise in einer vordefinierten Reihenfolge mit Segmenten versorgt werden. So können beispielsweise die Fertigungseinrichtungen nacheinander mit jeweils einem Segment versorgt werden; weiter beispielsweise kann sich dieser Vorgang beliebig oft wiederholen. Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht es somit in vorteilhafter Weise, etwaige fehlende Segmente bei der Bereitstellung durch die Zuführeinrichtung derart zu kompensieren, dass die Reihenfolge der Versorgung der Stapelstationen nicht beeinträchtigt wird. Segmente können bei der Zuführung aus unterschiedlichen Gründen fehlen, beispielsweise weil sie zur Qualitätsprüfung entnommen werden. Weiterhin kann durch die wechselnde Festlegung der Zielfertigungseinrichtung in einer vorgegebenen Reihenfolge sichergestellt werden, dass die durch die mehreren Fertigungseinrichtungen parallel gebildeten Produkte oder Zwischenprodukte, beispielsweise die Zellstapel, in einer gewünschten Taktung an die nachfolgende wenigstens eine Abführeinrichtung übergeben werden können. Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung die Vorrichtung derart steuert und/oder regelt, dass die vorhandenen Fertigungseinrichtungen wechselnd mit einer vordefinierten Anzahl an Segmenten, vorzugsweise mit genau einem Segment, versorgt werden. Hierdurch kann eine gleichmäßige Verteilung der Segmente auf die Fertigungseinrichtungen erreicht werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Vorrichtung mittels der Steuereinrichtung derart gesteuert und/oder geregelt wird, dass die Fertigungseinrichtungen in mehreren Durchgängen mit Segmenten versorgt werden, wobei in einem Durchgang jede der vorhandenen Fertigungseinrichtungen mit genau einem Segment versorgt wird.
Sind beispielsweise genau vier Fertigungseinrichtungen vorgesehen, dann erfolgt das Versorgen mit jeweils einem Segment innerhalb eines Durchgangs beispielsweise in der folgenden Reihenfolge: erste Fertigungseinrichtung, zweite Fertigungseinrichtung, dritte Fertigungseinrichtung, vierte Fertigungseinrichtung. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, beliebig viele Durchgänge unmittelbar zeitlich aneinanderzureihen.
Sofern es sich bei den Fertigungseinrichtungen um Stapelstationen handelt, können die Stapel aus Segmenten beispielsweise so gebildet werden, dass in jeder Fertigungsstation das letzte Segment der jeweiligen Stapel innerhalb eines Stapeldurchgangs aufgelegt wird. So wird eine annähernd zeitgleiche Fertigstellung der Stapel erreicht. Mit dem letzten Segment des Stapels erreicht dieser eine vordefinierte Stapelhöhe, die mittels der Steuereinrichtung festgelegt werden kann. Die vordefinierte Stapelhöhe kennzeichnet damit die Anzahl an Segmenten, vorzugsweise mehr als zwei Segmente, die zur Bildung eines fertigen Stapels erforderlich ist. Werden mit- tels der Stapelstationen Zellstapel gebildet, kann der Stapel nach Erreichen der vordefinierten Stapelhöhe noch um die eingangs genannte Abschlusszelle oder um ein Anodenblatt mit oder ohne Separatorblatt ergänzt werden, um einen fertigen Zellstapel zu bilden.
Alternativ können die Stapel aber auch initial unterschiedliche Höhen aufweisen, so dass durch Durchlaufen der Durchgänge die Fertigstellung der Stapel, also das Erreichen der vordefinierten Stapelhöhe, in den einzelnen Fertigungseinrichtungen zeitlich entzerrt wird. Bei dieser Variante kann beispielsweise bei vier vorhandenen Fertigungseinrichtungen die erste Fertigungseinrichtung einen fertigen Stapel aufweisen, eine zweite Fertigungseinrichtung einen zu % fertigen Stapel, eine dritte Fertigungseinrichtung einen zu 1 fertigen Stapel und eine vierte Fertigungseinrichtung einen zu 14 fertigen Stapel.
Vorzugsweise wird der Stapel dann von der Fertigungseinrichtung an die wenigstens eine Abführeinrichtung übergeben, wenn die entsprechende Fertigungseinrichtung mittels einer vordefinierten Anzahl von Durchgängen mit Segmenten versorgt worden ist. Im darauffolgenden Durchgang wird an der jeweiligen Fertigungseinrichtung dann ein neuer Stapel begonnen.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Übergabeeinrichtung wenigstens eine abgebende Transporteinheit mit wenigstens einer Halteeinrichtung zum Ausüben einer Haltekraft auf das Segment im Produktionsstrom umfasst, wobei die Fertigungseinrichtungen jeweils eine aufnehmende Transporteinheit mit wenigstens einer Halteeinrichtung zum Ausüben einer Haltekraft auf das Segment im Produktionsstrom umfassen, wobei durch Einstellung der Haltekräfte an der abgebenden und/oder der aufnehmenden Transporteinheit durch ein von der Steuereinrichtung generiertes Steuersignal eine gezielte Übergabe eines Segments an eine der Fertigungseinrichtungen erfolgt. Vorzugsweise ist eine schaltbare Schalteinrichtung zum Reduzieren oder Aufheben der Haltekraft infolge eines Signals der Steuereinrichtung vorgesehen. Durch die Schaltbarkeit der Halteeinrichtung der abgebenden und/oder der aufnehmenden Transporteinheit können die Segmente gezielt an eine der Fertigungseinrichtungen übergeben werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die abgebende und die aufnehmende Transporteinheit jeweils wenigstens einen rotierbar angetriebenen Rotationskörper, vorzugsweise in Form einer Abgabetrommel, umfassen, wobei die abgebende und die aufnehmende Transporteinheit jeweils wenigstens einen mit Unterdrück beaufschlagbaren Unterdrucksektor umfassen, um ein Segment mittels Unterdrück auf einer Transportfläche der jeweiligen Transporteinheit zu halten und zu transportieren, wobei die Vorrichtung so steuerbar und/oder regelbar ist, dass infolge eines Steuersignals der Steuereinrichtung zur Übergabe des Segments mindestens in einem Übergabebereich zwischen der abgebenden und der aufnehmenden Transporteinheit eine höhere Haltekraft an der aufnehmenden Transporteinheit relativ zu der abgebenden Transporteinheit erzeugt wird. Die Unterdrucksektoren können damit als Halteeinrichtung für die Segmente angesehen werden. Die durch Unterdrück wirkende Kraft auf die Transportfläche bzw. auf einen Teilbereich der Transportfläche ändert sich damit zweitweise. Auf diese Weise kann eine zuverlässige und produktschonende Übergabe der Segmente an die Fertigungseinrichtungen sichergestellt werden.
Vorzugsweise umfasst die Übergabeeinrichtung zwei abgebende
Transporteinheiten, die jeweils durch eine Übergabetrommel gebil- det sind und entsprechende Halteeinrichtungen aufweisen, so dass die Segmente beispielsweise auf deren Mantelfläche, die die Transportfläche bildet, entlang eines Abschnitts einer Kreisbahn transportiert werden können. Dabei wird vorzugsweise eine erste abgebende Transporteinheit von der Zuführeinrichtung mit Segmenten versorgt. Sofern entsprechende Segmente von der ersten abgebenden Transporteinheit nicht an eine oder mehrere der ihr zugeordnete Fertigungseinrichtungen übergeben werden, werden diese vorzugsweise mittels einer Umlenktrommel, die ebenfalls Halteeinrichtungen umfasst, an eine zweite abgebende Transporteinheit in Form einer Übergabetrommel übergeben, von der aus die verbleibenden Segmente an eine oder mehrere Fertigungseinrichtungen übergeben werden, die der zweiten abgebenden Transporteinheit zugeordnet sind. So kann beispielsweise die erste abgebende Transporteinheit eine erste und eine zweite Fertigungseinrichtung, beispielsweise gebildet durch Stapelstationen, mit Segmenten versorgen, während eine zweite abgebende Transporteinheit eine dritte und vierte Fertigungseinrichtung, die beispielsweise ebenfalls durch Stapelstationen gebildet sind, mit Segmenten versorgt. Auf diese Weise kann der Produktionsstrom vier Förderpfade umfassen, wobei jeder Förderpfad zu einer der Fertigungseinrichtung führt.
Es hat sich ferner gezeigt, dass die Segmente durch den Unterdrück in produktschonender Weise an einer Transportfläche der Rotationskörper, beispielsweise an deren Mantelfläche, gehalten werden können.
Sofern die Fertigungseinrichtungen durch Stapelstationen gebildet sind, wird vorgeschlagen, dass die Stapelstationen jeweils eine aufnehmende Transporteinheit umfassen, welche die Segmente mit einer Fördergeschwindigkeit von einer der abgebenden Transport- einheiten in einem Übergabebereich übernimmt und anschließend zur Bildung eines Stapels ablegt. Wenn die Übergabeeinrichtung die vorangehend erwähnten Rotationskörper umfasst und die Segmente auf deren Mantelfläche gehalten werden, dann entspricht die Fördergeschwindigkeit der Umfangsgeschwindigkeit dieser Rotationskörper. Vorzugsweise erfolgt das Ablegen des Segments zum Bilden des Zellstapels an einer Übergabestelle bei einer Geschwindigkeit, die geringer ist als die Fördergeschwindigkeit, weiter vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von Null. Folglich ist die aufnehmende Transporteinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, ihre Geschwindigkeit ausgehend von dem Übergabebereich, an der das Segment von der Übergabeeinrichtung übernommen wird, bis zu einer Übernahmestelle, an der die Segmente gestapelt werden, zu reduzieren. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Geschwindigkeit des Segments zwischen der Stelle der Aufnahme des Segments bis zur Ablage zur Bildung des Stapels zwischenzeitlich gesteigert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Stapelstationen jeweils wenigstens ein Magazin umfassen, in das die aufnehmende Transporteinheit die Segmente zur Bildung des Stapels aufeinanderlegt. Das Magazin ist dementsprechend an der Übernahmestelle angeordnet, wo die Segmente zur Bildung eines Zellstapels aufeinandergelegt werden. Das Magazin kann beispielsweise Bestandteil einer Magazintrommel sein, so dass das entsprechende Magazin nach Bildung des Stapels rotiert werden kann und durch die Rotationsbewegung der Magazintrommel in einem Abholbereich der Abführeinrichtung bereitgestellt werden kann.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass zur Reduzierung der Haltekraft in einem Abschnitt der Transportfläche der abgebenden Transporteinheit mindestens ein in einer Unterdruckeinrichtung schaltbares Ventil angeordnet ist, wobei das mindestens eine schaltbare Ventil mittels eines Steuersignals der Steuereinrichtung derart geschaltet werden kann, dass sich die auf ein Segment wirkende Haltekraft an der Transportfläche der abgebenden Transporteinheit reduziert. So können auf einfache Weise die Bereiche auf der jeweiligen Transportfläche mit Unterdrück beaufschlagt werden, an denen die Segmente durch eine Haltekraft gehalten werden sollen. Sofern die abgebende Transporteinheit mehrere Unterdrucksektoren umfasst, kann die Haltekraft beispielsweise gezielt für einen Unterdrucksektor reduziert werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass eine, beispielsweise mittels eines Ventils, schaltbare Drucklufteinrichtung zum Leiten von Druckluft an eine Abgabestelle der abgebenden Transporteinheit und/oder an eine Aufnahmestelle der aufnehmenden Transporteinheit vorgesehen ist, wobei die Drucklufteinrichtung mittels eines Steuersignals der Steuereinrichtung schaltbar ist. Durch das Verwenden von Druckluft an der Abgabestelle kann eine Abgabekraft auf das Segment ausgeübt werden, wodurch die Übergabe des Segments von der Übergabeeinrichtung auf die jeweilige Zielstapelstation verbessert wird. Entscheidend ist dabei, dass in diesem Fall die Druckkraft in Richtung der aufnehmenden Transporteinheit wirkt.
Damit die Haltekraft der abgebenden Transporteinheit in dem Übergabebereich geringer ist als die Haltekraft der aufnehmenden Transporteinheit der entsprechenden Fertigungseinrichtung, gibt es verschiedene Möglichkeiten:
Erstens kann in dem Übergabebereich die durch Unterdrück auf das Segment wirkende Haltekraft an der abgebenden Transporteinheit der Übergabeeinrichtung im Vergleich zu der aufnehmenden Trans- porteinheit der Fertigungseinrichtung zeitweise reduziert oder aufgehoben werden. Das Unterdruckniveau zum Erzeugen der Haltekraft der aufnehmenden Transporteinheit kann dann konstant bleiben.
Zweitens kann in dem Übergabebereich die durch Unterdrück auf das Segment wirkende Haltekraft an der aufnehmenden Transporteinheit der jeweiligen Fertigungseinrichtung im Vergleich zu der abgebenden Transporteinheit der Übergabeeinrichtung höher sein oder zeitweise erhöht werden. Das Unterdruckniveau zum Erzeugen der Haltekraft der abgebenden Transporteinheit kann dann konstant bleiben.
Drittens kann das abzugebende Segment, das mittels eines Unterdrucks an einer Transportfläche der abgebenden Transporteinheit gehalten wird, zeitweise durch Druckluft mit einer in Richtung der Stapelstation wirkenden Kraft beaufschlagt werden. Sofern die Halteeinrichtung der abgebenden Transporteinheit in dieser Situation noch aktiv ist, ist die von der abgebenden Transporteinheit auf das Segment ausgeübte Haltekraft in dem Übergabebereich geringer als die durch die Druckluft ausgeübte Druckkraft in Richtung der abgebenden Transporteinheit.
Vorzugsweise weisen die vorhandenen Fertigungseinrichtungen einen identischen Aufbau auf und/oder sind dazu eingerichtet, einen identischen Fertigungsschritt an einem oder mit einem Segment durchzuführen. Hierdurch kann eine Redundanz geschaffen werden, so dass die Systemzuverlässigkeit der Vorrichtung gesteigert wird.
Vorzugsweise ist eine Ausschleusestation vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, Segmente aus dem Produktionsstrom auszuschleu- sen. Eine solche Ausschleusestation kann beispielsweise eine Auswurftrommel umfassen, mit der die Segmente in ein Ausschussreservoir ausgeschleust werden können. Vorzugsweise ist die Ausschleusestation zum Entfernen eines Segmentes aus dem Produktstrom infolge eines Schaltsignals eingerichtet.
Die Ausschleusestation kann im Produktionsstrom der Übergabeeinrichtung vorgelagert sein. Vorzugsweise werden die von der Ausschleusestation generierten Daten der Steuereinrichtung bereitgestellt. Die Steuereinrichtung kann diese Daten zur Steuerung und/oder Regelung der Übergabeeinrichtung nutzen. Weiterhin kann auf Basis dieser Daten auch die Übergabeeinrichtung gesteuert und/oder geregelt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ausschleusestation im Produktionsstrom der Übergabeeinrichtung auch nachgelagert angeordnet sein, so dass die Ausschleusestation durch entsprechende Steuerung und/oder Regelung der Übergabeeinrichtung mit Segmenten versorgt wird. Diese Segmente werden dann nicht den Fertigungseinrichtungen zugeführt. Die Ausschleusestation kann beispielsweise wie die Fertigungseinrichtungen auch im Produktionsstrom parallel zu den vorhandenen Fertigungseinrichtungen angeordnet sein. Die Übergabeeinrichtung ist dann dazu eingerichtet das Segment je nach Steuersignal der Steuereinrichtung entweder einer der Fertigungseinrichtungen oder der Ausschleusestation zu übergeben.
Es können beispielsweise Segmente aus dem Produktionsstrom ausgeschleust werden, bei denen eine Prüfung ergeben hat, dass diese nicht den Qualitätsanforderungen genügen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Segmente aus dem Produktionsstrom auszuschleusen, um diese als Stichproben für Qualitätskontrollen zu nutzen. Vorzugsweise weist die Zuführeinrichtung mehrere Segmentaufnahmen auf, welche zum Transport jeweils eines Segments eingerichtet sind, wobei eine Detektionseinrichtung vorgesehen ist, welche zum Detektieren von nicht belegten Segmentaufnahmen der Zuführeinrichtung eingerichtet ist, wobei durch die Detektionseinrichtung ermittelte Daten der Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Übergabeeinrichtung bereitgestellt werden. Die Detektionseinrichtung kann beispielsweise ein optisches Messinstrument, beispielsweise in Form einer Kamera, umfassen. Grundsätzlich sind jedoch auch weitere Ausführungsformen der Detektionseinrichtung denkbar. Durch die so an die Steuereinrichtung übermittelten Daten kann die Übergabestation stets gezielt das nächste ankommende Segment von der Zuführeinrichtung übernehmen und an die jeweilige Zielfördereinrichtung übergeben.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Anmeldung wird ein Verfahren zum Durchführen eines Fertigungsschrittes an oder mit einem Segment für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, wobei das Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche erfolgt. Bezüglich der mit dem vorgeschlagenen Verfahren verbundenen technischen Wirkungen und Vorteile wird auf die vorangehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung verwiesen.
Für den Fall, dass die Fertigungseinrichtungen jeweils durch eine Stapelstation gebildet sind, wird vorgeschlagen, dass in den Fertigungseinrichtungen Segmente in Form von Monozellen aufeinandergestapelt werden, wobei die Monozellen jeweils zwei Separatorblätter, ein Anodenblatt und eine Kathodenblatt umfassen. Es wird weiter vorgeschlagen, dass mittels der Zuführeinrichtung eine erste Art von Segmenten in Form der Monozellen zugeführt wird, und mittels der Zuführeinrichtung zusätzlich eine zweite Art von Segmenten zugeführt wird, die sich von der ersten Art von Segmenten unterscheidet, wobei ein von der Zuführeinrichtung übernommenes Segment zweiter Art durch die Übergabeeinrichtung gezielt derart einer bestimmten Fertigungseinrichtung der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen übergeben wird, dass das Segment zweiter Art die erste oder die letzte Lage des durch die jeweilige Fertigungseinrichtung gebildeten Stapels an Segmenten bildet. Somit kann mittels der Fertigungseinrichtungen eine Vor- und/oder Nachlegefunktion für eine Abschlusszelle verwirklich werden. Somit kann der Abschluss einer Energiezelle mittels der Fertigungseinrichtungen durch ein Segment zweiter Art beispielsweise in Form eines einzelnen Anodenblattes mit oder ohne Separatorblatt, , in Form der eingangs genannten Abschlusszelle, oder in Form eines Isolier- und/oder Schutzblattes, das den Stapel stirnseitig vor mechanischen Einflüssen von außen schützt, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Segment zweiter Art auch ein Einwickelmaterial umfassen. Ein solches Einwickelmaterial ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass damit der Rest des Stapels teilweise oder vollständig umgeben, insbesondere umwickelt, werden kann, so dass dadurch die Segmente des jeweiligen Stapels fixiert werden können. Zusätzliche Einrichtungen zum Vorlegen oder Nachlegen eines entsprechenden Abschlusses des Stapels können so entfallen. Das Segment zweiter Art kann dann der Übergabeeinrichtung mittels der Zuführeinrichtung oder mittels einer separaten Zuführeinrichtung zugeführt werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung mit vier Fertigungseinrichtungen;
Fig. 2 eine Fertigungseinrichtung in Form einer Stapelstation; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer abgebenden Transporteinheit einer Übergabeeinrichtung und einer aufnehmenden Transporteinheit einer Fertigungseinrichtung.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Bilden von Stapeln 15 aus Segmenten 16 für die Energiezellen produzierende Industrie dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Zuführeinrichtung 2, eine Abführeinrichtung 3, eine vorgelagerte Schneideinrichtung 9 und vier in einem Produktionsstrom zwischen der Zuführeinrichtung 2 und der Abführeinrichtung 3 angeordnete Fertigungseinrichtungen 8a-8d.
Die Fertigungseinrichtungen 8a-8d sind im Produktionsstrom parallel zueinander angeordnet, so dass sie von einer Übergabeeinrichtung 4 direkt, also ohne Zwischenhaltung einer weiteren Fertigungseinrichtung 8a-8d, mit Segmenten 16 versorgt werden können. Grundsätzlich sind jedoch auch mehr oder weniger als vier Fertigungseinrichtungen 8a-8d denkbar. Die vier Fertigungseinrichtungen 8a-8d sind bei diesem Ausführungsbeispiel durch Stapelstationen gebildet, die jeweils dazu eingerichtet sind, Segmente 16 aufzunehmen und zu einem Stapel 15 aufeinanderzulegen. Bei dieser Ausführungsform werden die Segmente 16 durch die eingangs beschriebenen Monozellen gebildet, so dass mittels der Fertigungseinrichtungen 8a-8d Stapel 15 in Form von Zellstapeln gebildet werden.
Die Zuführeinrichtung 2 führt die Segmente 16 zur Bildung von Stapeln 15 der Übergabeeinrichtung 4 zu, die diese aufnimmt und an die Fertigungseinrichtungen 8a-8d übergibt.
Der Vorrichtung 1 wird eine Endlosbahn 30 aus zwei endlosen Bahnen eines Separatormaterials mit dazwischen angeordneten in Längsrichtung der Endlosbahn 30 beabstandeten Anodenblättern und an einer Seite einer der endlosen Bahnen des Separatormaterials aufliegenden ebenfalls in Längsrichtung der Endlosbahn 30 beabstandeten Kathodenblättern zugeführt. Die Endlosbahn 30 kann aber auch aus lediglich einer endlosen Bahn eines Separatormaterials mit oder ohne anliegenden Elektrodenblättern gebildet sein. Sofern die Endlosbahn 30 beabstandete Elektrodenblätter aufweist, erfolgt der Schnitt in der Schneideinrichtung 9 jeweils durch die Trennstellen zwischen den Elektrodenblättern.
Die Schneideinrichtung 9 ist hier durch ein Trommelpaar aus einer Schneidtrommel mit Schneidmessern und einer Gegentrommel mit Gegenmessern ausgebildet und schneidet die auf die Schneidtrommel oder die Gegentrommel geführte Endlosbahn 30 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 30 auf der Schneidtrommel oder der Gegentrommel geführt ist. Alternativ kann die Schneideinrichtung 9 dazu eingerichtet sein, die Endlosbahn 30 durch thermisches Schneiden in Segmente 16 einer vorbestimmten Länge zu schneiden. Ausgehend von der Schneideinrichtung 9 werden die geschnittenen Segmente 16 der Zuführeinrichtung 2 zugeführt. Die Zuführeinrichtung 2 umfasst mehrere Transporttrommeln, an denen die Segmente 16, beispielsweise durch Unterdrück, gehalten werden, bis sie schließlich auf eine erste abgebende Transporteinheit 21 in Form einer Übergabetrommel der Übergabeeinrichtung 4 übergeben werden.
Bei der zugeführten Endlosbahn 30 handelt es sich um eine vierla- gige Bahn, so dass die davon geschnittenen Segmente 16 den eingangs beschriebenen Monozellen, die zur Bildung von Energiespeichern genutzt werden können, entsprechen.
Weiterhin umfasst die Zuführeinrichtung 2 eine nur schematisch dargestellte Ausschleusestation 6 mit der schadhafte Segmente 16 erkannt und aus dem Produktionsprozess ausgeschleust werden können.
Die vier Fertigungseinrichtungen 8a-8d umfassen jeweils eine aufnehmende Transporteinheit 11 in Form eines zu einer Drehbewegung angetriebenen Entnahmestempels. Die Übergabeeinrichtung 4 umfasst die bereits erwähnte erste abgebende Transporteinheit 21 in Form einer Übergabetrommel und eine zweite abgebende Transporteinheit 23 ebenfalls in Form einer Übergabetrommel. Zwei der aufnehmenden Transporteinheiten 11 sind der ersten abgebenden Transporteinheit 21 zugeordnet; sie entnehmen während ihrer Umlaufbewegung Segmente 16 von der abgebenden Transporteinheit 21 und übergeben diese dann jeweils an eine nachfolgend anhand der Figur 2 noch näher erläuterte Magazintrommel 10.
Die Übergabeeinrichtung 4 wird mittels einer Steuereinrichtung 20 derart gesteuert und/oder geregelt, dass jedes von der Zuführeinrichtung 2 übernommene Segment 16 gezielt einer der vier Ferti- gungseinrichtungen 8a, 8b, 8c oder 8d zugeführt werden kann. Hierzu wird mittels der Steuereinrichtung 20 eine der Fertigungseinrichtungen 8a, 8b, 8c oder 8d als Zielfertigungseinrichtung festgelegt. Den Fertigungseinrichtungen 8a-8d werden bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine eineindeutige Stations-ID zugeordnet. Die Fertigungseinrichtung 8a wird durch die Stations-ID S1 gekennzeichnet; die Fertigungseinrichtungen 8b durch S2; die Fertigungseinrichtung 8c durch S3; und die Fertigungseinrichtung 8d durch S4.
Bei dieser Ausführungsform sollen die Segmente 16 nacheinander auf die Fertigungseinrichtungen 8a, 8b, 8c und 8d verteilt werden, so dass die jeweiligen Stapel 15 stets in der gleichen Reihenfolge fertiggestellt werden.
Die Steuereinrichtung 20 legt damit initial die Fertigungseinrichtung 8a mittels der Stations-ID S1 als Zielfertigungseinrichtung fest. Ein von der Zuführeinrichtung 2 an die Übergabeeinrichtung 4 übergebenes Segment 16 wird von der ersten abgebenden Transporteinheit 21 an die Stapelstation 8a übergeben.
Als Zielfertigungseinrichtung folgt auf die Fertigungseinrichtung 8a die Fertigungseinrichtung 8b, die durch die Stations-ID S2 gekennzeichnet ist. Ein von der Zuführeinrichtung 2 an die Übergabeeinrichtung 4 übergebenes Segment 16 wird von der ersten abgebenden Transporteinheit 21 an die Fertigungseinrichtung 8b übergeben.
Als Zielfertigungseinrichtung folgt auf die Fertigungseinrichtung 8b die Fertigungseinrichtung 8c, die durch die Stations-ID S3 gekennzeichnet ist. Ein von der Zuführeinrichtung 2 an die Übergabeeinrichtung 4 übergebenes Segment 16 wird von der ersten abgebenden Transporteinheit 21 an den Rotationskörper 5 in Form einer Um- lenktrommel übergeben und von dort wiederum an die zweite abgebende Transporteinheit 23 übergeben; der Rotationskörper 5 und die zweite abgebende Transporteinheit 23 sind Bestandteil der Übergabeeinrichtung 4. Dabei werden die Segmente 16 bei der Übernahme von der ersten abgebenden Transporteinheit 21 und der Übergabe von dem Rotationskörper 5 auf die zweite abgebende Transporteinheit 23 zweimal in ihrer Ausrichtung in Bezug auf ihre Oberflächen umgedreht, so dass die Segmente 16 anschließend auf der zweiten abgebenden Transporteinheit 23 in einer identischen Ausrichtung angeordnet sind wie auf der ersten abgebenden Transporteinheit 21. Der zweiten abgebenden Transporteinheit 23 sind zwei aufnehmende Transporteinheiten 11 in Form von umlaufenden Entnahmestempeln zugeordnet, welche die Segmente 16 von der zweiten abgebenden Transporteinheit 23 übernehmen und jeweils einer Magazintrommel 10 nach demselben Prinzip zuführen. Von der zweiten abgebenden Transporteinheit 23 kann das Segment 16 dann weiter an die Fertigungseinrichtung 8c übergeben werden.
Als Zielfertigungseinrichtung folgt auf die Fertigungseinrichtung 8c die Fertigungseinrichtung 8d, die durch die Stations-ID S4 gekennzeichnet ist. Das Segment 16 wird in diesem Fall ausgehend von der Zuführeinrichtung 2 über die erste abgebende Transporteinheit 21 , den Rotationskörper 5 und die zweite abgebende Transporteinheit 23 an die Fertigungseinrichtung 8d übergeben.
Die Versorgung der Fertigungseinrichtung 8a, 8b, 8c und 8d nacheinander mit jeweils einem Segment 16 wird als Durchgang bezeichnet, der sich beliebig oft wiederholen lässt, bis eine vordefinierte Stapelhöhe erreicht ist. Sobald an einer der Fertigungseinrichtungen 8a-8d ein Stapel 15 fertiggestellt wurde, also eine vordefinierte Anzahl an Segmenten 16 aufeinandergestapelt wurde, kann die jeweilige Magazintrommel 10 rotiert werden, so dass der Stapel 15 an die Abführeinrichtung 3 übergeben werden kann.
Die Steuereinrichtung 20 ist dazu eingerichtet, die Übergabeeinrichtung 4 und die aufnehmenden Transporteinheiten 11 derart zu steuern, dass die vorangehend beschriebene Reihenfolge der Zielfertigungseinrichtungen auch dann beibehalten werden kann, wenn die Zuführeinrichtung 2 nicht kontinuierlich Segmente 16 zuführt, also wenn eine Segmentaufnahme der Zuführeinrichtung 2 leer bleibt. Um das Leerbleiben einer Segmentaufnahme der Zuführeinrichtung 2 zu detektieren, ist eine Detektionseinrichtung 22 vorgesehen, die signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 20 verbunden ist. Bei einer nicht schaltbaren Übergabeeinrichtung 4 hätte das Fehlen eines Segmentes 16 zur Folge, dass eine oder mehrere der Fertigungseinrichtungen 8a, 8b, 8c oder 8d bei der Versorgung mit einem Segment 16 übersprungen werden. Durch die vorgeschlagene Vorrichtung 1 kann das durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung verhindert werden.
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine nicht dargestellte Prüfeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, schadhafte Segmente 16 zu erkennen. Die schadhaften Segmente 16 werden dann nicht durch die aufnehmenden Transporteinheiten 11 von den beiden abgebenden Transporteinheiten 21 und 23 entnommen und stattdessen über eine Auswurftrommel 25 in ein Ausschussreservoir 26 abgeführt. Auch das Zuführen eines schadhaften Segmentes 16 an die Auswurftrommel 25 erfolgt durch entsprechende Steuersignale der Steuer- einrichtung 20. Das Ausschussreservoir 26 ist in diesem Fall im Produktionsstrom der Übergabeeinrichtung 4 nachgelagert.
Die Segmente 16 werden von der Zuführeinrichtung 2 in einem Zustrom zugeführt und zu einer parallelen Stapelung an die vier Fertigungseinrichtungen 8a-8d übergeben. Hierzu werden die Segmente 16 von den vier aufnehmenden Transporteinheiten 11 in vier parallel angeordnete Magazintrommeln 10 der Fertigungseinrichtungen 8a- 8d abgegeben, in denen die Segmente 16 zu Stapeln 15 aufeinandergelegt und weiter an die Abführeinrichtung 3 abgegeben werden.
Die vier Fertigungseinrichtungen 8a-8d weisen als Kernbauteile jeweils eine aufnehmende Transporteinheit 11 , eine Magazintrommel 10 und eine Abgabevorrichtung 12 auf, wobei eine der Fertigungseinrichtungen 8a-8d in Figur 2 vergrößert dargestellt ist.
Figur 2 zeigt, dass die aufnehmende Transporteinheit 11 einer Fertigungseinrichtung 8 durch einen zu einer Drehbewegung angetriebene Entnahmestempel gebildet ist, welcher während jeder Umlaufbewegung jeweils ein Segment 16 von einem der beiden abgebenden Transporteinheiten 21 oder 23 (vgl. Figur 1) entnimmt und an eine Übernahmestelle I der Magazintrommel 10 bewegt. Die Magazintrommel 10 weist vier an ihrem Außenumfang angeordnete Magazine 13 auf, welche zu den Außenseiten hin geöffnet sind. Ferner ist eine gegenüber der Magazintrommel 10 und in Bezug zu der Übernahmestelle I bewegbare Abstreifeinrichtung in Form eines kammartigen Abstreifteiles 27 mit einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Abstreifstegen vorgesehen, welche mit den Abstreifstegen durch entsprechende Schlitze einer ebenfalls feststehenden Abstreifwand 28 greift. Das Abstreifteil 27 ist damit als aktiver Ableger zu verstehen, der das Segment 16 von der Trans- porteinheit 11 abnimmt und auf der Oberseite eines in dem Magazin 13 zu bildenden Stapels 15 ablegt.
Weiterhin ist eine Parallelführung 50 vorgesehen, die nicht mit der Magazintrommel 10 mitrotiert und an der Übernahmestelle I einen höhenverstellbaren Boden für den zu bildenden Stapel 15 bildet. Die Parallelführung 50 bewegt den Stapelunterboden des unfertigen Stapels 15 beim Stapeln abwärts, um die Stapeloberkante im Magazin für das Nachlegen weiterer Segmente 16 auf einer konstanten Höhe zu halten. Hierzu weist die Parallelführung 50 parallel zueinander angeordnete Streben auf, die in korrespondierende Aussparungen des Magazins 13 eingreifen können, wenn dieses sich an der Übernahmestelle I befindet.
Ferner weist der Entnahmestempel parallel zueinander und in Umfangsrichtung der Umlaufbewegung des Entnahmestempels gerichtete Schlitze 29 auf, in welche das Abstreifteil 27 während der Umlaufbewegung des Entnahmestempels mit seinen Abstreifstegen zum Eingriff gelangt, wodurch das an der Außenseite des Entnahmestempels gehaltene Segmente 16 während der Umlaufbewegung des Entnahmestempels in das in der Übernahmestelle I angeordnete Magazin 13 abgestreift wird. Da die Übernahmestelle I in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Oberseite der Magazintrommel 10 angeordnet ist und die Segmente 16 von oben in das Magazin 13 eingeführt werden, wird die Einführbewegung der Segmente 16 in die Magazine 13 in diesem Fall zusätzlich durch die wirkende Schwerkraft unterstützt; das Ablegen von Segmenten 16 in das jeweilige Magazin 13 wird jedoch in erster Linie durch das aktive Abstreifteil 27 bewirkt. Ferner weist das Magazin 13 kammartige Seitenwände mit in Umfangsrichtung fluchtenden Eingriffsöffnungen 17 und eine Haltevorrichtung 14 in Form von mehreren mittels eines Schwenkmechanismus verschwenkbaren Eingriffsfingern auf. Die Bewegung der Haltevorrichtung 14 des Magazins 13, also der verschwenkbaren Eingriffsfinger, ist mittels der Steuereinrichtung 20 so gesteuert, dass die Eingriffsfinger der Haltevorrichtung 14 an der Übernahmestelle I nicht durch die Eingriffsöffnungen 17 greifen und damit die Öffnung des Magazins 13 zur Außenseite hin freigeben. Damit ist die Öffnung des Magazins 13 in der Übernahmestelle I frei zugänglich und die Segmente 16 können darin durch eine sich wiederholende Umlaufbewegung der abgebenden Transporteinheit 21 zu einem Stapel 15 in einer vordefinierten Höhe gestapelt werden.
Wenn die vorbestimmte Höhe des Stapels 15 in dem Magazin 13 erreicht ist, wird die Magazintrommel 10 um 90 Grad gedreht und das nächste Magazin 13 wird zur Wiederholung des Stapelvorganges an die Übernahmestelle I bewegt. Gleichzeitig wird die Haltevorrichtung 14 mit Beginn der einsetzenden Drehbewegung der Magazintrommel 10 durch die Steuereinrichtung 20 (vgl. Figur 1) so bewegt, dass sie mit den Eingriffsfingern durch die Eingriffsöffnungen 17 der Seitenwände des Magazins 13 greift und an der Oberseite des Stapels 15 zur Anlage gelangt. Damit sichert die Haltevorrichtung 14 den Stapel 15 anschließend gegen ein ungewolltes Austreten aus dem Magazin 13.
Durch den darauffolgenden Takt der Drehbewegung der Magazintrommel 10 gelangt das mit dem Stapel 15 gefüllte Magazin 13 in die in der Darstellung untere Übergabestelle II. An der zweiten Übergabestelle II ist die ortsfest angeordnete Abgabevorrichtung 12 in Form von mehreren parallel zueinander und fluchtend zu den Ein- griffsöffnungen 17 ausgerichteten Stegen vorgesehen, welche während der Drehbewegung der Magazintrommel 10 zum Eingriff in die Eingriffsöffnungen 17 in Höhe des Bodens des Magazins 13 gelangen und dadurch den Stapel 15 aus dem Magazin 13 auskämmen. Da die Stapel 15 aus dem Magazin 13 nach unten abgeführt werden, wird die Ausführbewegung wieder durch die Schwerkraft unterstützt. Zum Ausführen des Stapels 15 wurde in einem vorangegangenen Schritt die Haltevorrichtung 14 gelöst. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, indem die Abgabevorrichtung 12 die Haltevorrichtung 14 vor oder zeitgleich zu der Einfahrbewegung ihrer Stege in die Eingriffsöffnung 17 betätigt und in eine Freigabestellung bewegt, in welcher die Haltevorrichtung 14 die Öffnung des Magazins 13 freigibt, und der Stapel 15 aus dem Magazin 13 abgeführt werden kann. Die Abgabevorrichtung 12 ist hier durch eine Struktur aus feststehenden Stegen gebildet, welche die Stapel 15 aus den Magazinen 13 auskämmt. Sofern ein solches aktives Auskämmen nicht erforderlich ist, reicht es auch aus, wenn die Abgabevorrichtung 12 die Haltevorrichtung 14 lediglich betätigt, und die Stapel 15 allein durch die Schwerkraft aus den Magazinen 13 fallen. Die Abgabevorrichtung 12 wäre in diesem Fall eine passive Abgabevorrichtung 12, welche das Abführen der Stapel 15 zwar auslöst selbst aber nicht aktiv unterstützt.
Alternativ zu der passiven Abgabevorrichtung 12 könnte auch ein Ausschieber in der Magazintrommel 10 und ein Abholer unterhalb der Übergabestelle II vorgesehen sein. In solch einem Fall könnte die Übergabe des Stapels 15 von dem Magazin 13 je nach Ausgestaltung zusätzlich auch schwerkraftunterstützt erfolgen.
Die in der Figur 1 zu erkennende Abführeinrichtung 3 umfasst eine
Endlosfördereinrichtung 33, wie zum Beispiel ein Endlosband, eine Endloskette, einen Endlosriemen oder dergleichen. Die Endlosfördereinrichtung 33 ist mit einer Vielzahl von Werkstückträgern 34 bestückt, die eine der Form der Stapel 15 entsprechend geformte Aufnahme 35 aufweisen. Die Werkstückträger 34 sind so an der Endlosfördereinrichtung 33 ausgerichtet und gehalten, dass sie in der Übergabestelle II (vgl. Figur 2) so unter dem Magazin 13 angeordnet sind, dass der Stapel 15 aus dem Magazin 13 in eine Aufnahme 35 des Werkstückträgers 34 abgeführt wird. Die Abführeinrichtung 3 führt eine getaktete Vorschubbewegung aus, während die Werkstückträger 34 entweder von einer der Fertigungseinrichtungen 8a, 8b, 8c, 8d zur nächsten oder in Sprüngen über mehrere Stapelstationen 8a, 8b, 8c, 8d transportiert werden.
Weiter ist eine zweite Zuführeinrichtung 37 mit einer zweiten Schneideinrichtung 38 und einer Entnahmevorrichtung 36 vorgesehen. Der zweiten Zuführeinrichtung 37 wird ebenfalls eine Endlosbahn 31 entweder einlagig aus einem Separatormaterial oder mehrlagig wie z.B. dreilagig mit mehreren Bahnen eines Separatormaterials und dazwischen angeordneten Elektrodenblättern zugeführt, wobei an den Außenseiten dieser Endlosbahn keine Elektrodenblätter vorgesehen sind. Diese Endlosbahn wird in der zweiten Schneideinrichtung 38 nach demselben Prinzip wie die erste Schneideinrichtung 9 in Segmente 16 (in diesem Fall sind dies die eingangs beschriebenen Abschlusszellen) einer vorbestimmten Länge geschnitten, welche dann auf einen Rotationskörper 39 in Form einer Übergabetrommel übergeben werden, von der die Segmente 16 von der zweiten Entnahmevorrichtung 36 entnommen und in die Aufnahmen 35 der Werkstückträger 34 eingelegt werden, bevor die Stapel 15 von den Magazintrommeln 10 in die Aufnahmen 35 eingeführt werden. Die von den Magazintrommeln 10 eingelegten Stapel 15 weisen an ihrer einen Oberfläche ein freies Elektrodenblatt auf. Dieses freie Elektrodenblatt wird nun von dem über die zweite Entnahmevorrichtung 36 eingelegten Segment 16, der Abschlusszelle, abgedeckt. Da das von der zweiten Entnahmevorrichtung 36 eingelegte Segment 16 bewusst kein freies Elektrodenblatt aufweist, und stattdessen an beiden Oberflächen ein Separatormaterial aufweist, weist der schließlich von der Abführeinrichtung 3 abgeführte Stapel 15 der Segmente 16 an beiden Seiten ebenfalls ein Separatormaterial auf.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel legt die zweite Entnahmevorrichtung 36 die Segmente 16 in die Aufnahmen 35 der Werkstückträger 34 ein, bevor die Stapel 15 eingeführt werden. Es ist aber ebenso denkbar, dass die zweite Entnahmevorrichtung 36 die Segmente 16 nach dem Einlegen der Zellstapel 15 in die Aufnahmen 35 von oben auf die Zellstapel 15 auflegt.
Alternativ ist es auch möglich, den Stapel 15 durch Segmente 16, die von den Monozellen abweichen, abzuschließen, indem man sich die Schaltbarkeit der Übergabeeinrichtung 4 zunutze macht. In diesem Fall können die von den Monozellen abweichenden Segmente 16, also beispielsweise die eingangs genannte Abschlusszelle, oder ein einzelnes Anodenblatt mit oder ohne Elektrodenblatt mittels der zweiten Zuführeinrichtung 37 der Übergabeeinrichtung 4 zugeführt werden, wo es dann beispielsweise als erstes Segment 16 eines zu bildenden Stapels 15 einer der Fertigungseinrichtungen 8a, 8b, 8c oder 8d zugeführt wird. Die Übergabeeinrichtung 4 kann die entsprechende Fertigungseinrichtung 8a, 8b, 8c oder 8d anschließend mit Segmenten 16 versorgen, bis der Zellstapel 15 die vordefinierte Höhe erreicht hat, also fertiggestellt ist. Ferner ist auch in der zweiten Zuführeinrichtung 37 eine entsprechende, nicht dargestellte Prüfeinrichtung vorgesehen, mittels derer schadhafte Segmente 16 erkannt und in ein zweites Ausschussreservoir 19 abgeführt werden.
Anhand der Figur 3 wird nachfolgend erläutert, wie die Übergabeeinrichtung 4 und die aufnehmende Transporteinheit 11 der Stapelstation 8a mittels der Steuereinrichtung 20 (vgl. Figur 1) gesteuert werden.
Es ist zu erkennen, dass die abgebende Transporteinheit 21 mehrere Unterdrucksektoren 7 umfasst, die je nach Stellung der Ventile 42 mittels eines Unterdruckreservoirs 47 mit einem Unterdrück beaufschlagbar sind. So können an einer Transportfläche 48, die hier durch eine Mantelfläche des Rotationskörpers gebildet ist, Segmente 16 durch die Wirkung des Unterdrucks mit einer Haltekraft beaufschlagt werden und so gehalten und transportiert werden. Die Unterdrucksektoren 7 bilden daher eine Halteeinrichtung zum Ausüben einer Haltekraft auf die Segmente 16.
Figur 3 zeigt die abgebende Transporteinheit 21 in Form der Übergabetrommel als Bestandteil der Übergabeeinrichtung 4. Die aufnehmende Transporteinheit 11 ist in einem Übergabebereich 40 tangential zu der abgebenden Transporteinheit 21 angeordnet. Die aufnehmende Transporteinheit 11 ist als Segmenttrommel ausgeführt und weist in einem Umfangsabschnitt einen Unterdrucksektor 18 auf, beispielsweise in Form eines Nockens, der sich beispielsweise um etwa 50° erstreckt, und in einem zweiten Umfangsabschnitt einen unterdruckfreien Sektor 24 auf, der sich beispielsweise um die restlichen 310° erstreckt. Der Unterdrucksektor 18 wird über ein zentrales Unterdruckreservoir 32 mit Unterdrück versorgt. Grundsätzlich sind die Trommeln nur in Teilbereichen ihres Umfangs mit einem Vakuum beaufschlagt.
In einer ersten Stellung, die in Figur 3 nicht gezeigt ist, ist die Drehposition der aufnehmenden Transporteinheit 11 so eingestellt, dass der Unterdrucksektor 18 von der abgebenden Transporteinheit 21 abgewandt ist und somit nicht in Wirkbeziehung mit dem Rotationskörper 21 steht. In dieser Stellung befindet sich somit der unterdruckfreie Sektor 24 in einem Übergabebereich 40 der abgebenden und aufnehmenden Transporteinheit 21 und 11. Die aufnehmende T ransporteinheit 11 ist somit funktionslos geschaltet und die auf der abgebenden Transporteinheit 21 gehaltenen und den Übergabebereich 40 durchlaufenden Segmente 16 werden auf dem Rotationskörper 21 in Rotationsrichtung R, beispielsweise bis zur 3-Uhr- Position, weitergefördert.
Zum Abzweigen von Segmenten 16 an die aufnehmende Transporteinheit 11 der Stapelstation 8a wird der Unterdrucksektor 18 der aufnehmenden Transporteinheit 11 in Rotationsrichtung R' in den Übergabebereich 40 geschwenkt; diese Stellung ist in Figur 3 dargestellt. Sobald der Unterdrucksektor 18 tangential an der abgebenden Transporteinheit 21 anliegt, wird ein Ventil 43 von der Steuereinrichtung 20 (vgl. Figur 1) geöffnet und der Übergabebereich 40 wird über die Druckluftleitung 46, die über eine Druckluftleinrichtung 45 mit Druckluft versorgt wird, mit Druckluft beaufschlagt, um dort den von einer Unterdruckeinrichtung 41 erzeugten Unterdrück zu brechen. Da die abgebende Transporteinheit 21 keine Haltekraft mehr auf das in dem Übergabebereich 40 befindliche Segment 16 ausübt, wird dies von dem Unterdrucksektor 18 der aufnehmenden Transporteinheit 11 angesaugt und übernommen, so dass das Seg- ment 16 auf einer Transportfläche 49 der aufnehmenden Transporteinheit 11 weitertransportiert werden kann. Durch Weiterschwenken der aufnehmenden Transporteinheit 11 und damit auch des Unterdrucksektors 18 wird das Segment 16 weitergefördert und kann beispielsweise an den der aufnehmenden Transporteinheit 11 nachgeordneten Rotationskörper 5 oder an die Fertigungseinrichtung 8b (vgl. Figur 1) übergeben werden, die in der Figur 3 zwecks besserer Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
In der Figur 3 wird der Unterdrück der abgebenden Transporteinheit 21 zum Abgeben eines Segmentes 16 an die Entnahmevorrichtung 11 mittels Druckluft gebrochen bzw. neutralisiert. Im Allgemeinen muss der Unterdrück der abgebenden Transporteinheit 21 zum Abgeben eines Segmentes 16 nicht auf Null reduziert werden. Es reicht für die Übergabe im Allgemeinen aus, wenn der Unterdrück der aufnehmenden Transporteinheit 11 eine stärkere Haltekraft auf das Segment 16 ausübt als die abgebende Transporteinheit 21.
Alternativ oder zusätzlich zur Beaufschlagung der Transportfläche 48 der abgebenden Transporteinheit 21 in dem Übergabebereich 40 mit Druckluft können auch Unterdruckleitungen 44, die das Unterdruckreservoir 47 mit den Unterdrucksektoren 7 der abgebenden Transporteinheit 21 verbinden, mittels der Ventile 42 deaktiviert werden, so dass die Segmente 16 nicht mehr durch den Unterdrück an der Mantelfläche der abgebenden Transporteinheit 21 gehalten werden. Die Ventile 42 werden dann ebenfalls mittels der Steuereinrichtung 20 gesteuert.
Alternativ oder zusätzlich wäre es auch möglich, den Unterdrucksektor 18 der aufnehmenden Transporteinheit 11 in dem Übergabebereich 40 mit einem Unterdrück zu beaufschlagen, der eine größere Haltekraft auf das Segment 16 ausübt als der Unterdrucksektor 7 der abgebenden Transporteinheit 21.
Es versteht sich von selbst, dass dieses Prinzip der Übergabe auch für weitere Übergaben der Segmente 16 angewandt werden kann; insbesondere für eine Übergabe der Segmente 16 von der abgebenden Transporteinheit 21 an die zweite Fertigungseinrichtung 8b; für eine Übergabe von der ersten abgebenden Transporteinheit 21 an den Rotationskörper 5; für eine Übergabe von dem Rotationskörper 5 an die zweite abgebende Transporteinheit 23; sowie für eine Übergabe von der zweiten abgebenden Transporteinheit 23 an die Fertigungseinrichtungen 8c und 8d. Durch eine entsprechende Steuerung der Ventile 42 und/oder 43 mittels der Steuereinrichtung
20 (vgl. Figur 1) kann auf einfache Weise ein von der Zuführeinrichtung 2 zugeführtes Segment 16 gezielt einer der Fertigungseinrichtungen 8a bis 8d zugeführt werden. Dabei kann die Rotationsgeschwindigkeit der ersten und zweiten abgebenden Transporteinheit
21 und 23 sowie des Rotationskörpers 5 der Übergabeeinrichtung 4 konstant gehalten werden. Auch muss die Rotationsbewegung der aufnehmenden Transporteinheit 11 zur Steuerung bzw. Regelung nicht zwingend verändert werden.
Bezuqszeichenliste:
1 Vorrichtung
2 Zuführeinrichtung
3 Abführeinrichtung
4 Übergabeeinrichtung
5 Rotationskörper
6 Ausschleusestation
7 Unterdrucksektor
8 Fertigungseinrichtung
9 Schneideinrichtung
10 Magazintrommel
11 aufnehmende Transporteinheit
12 Abgabevorrichtung
13 Magazin
14 Haltevorrichtung
15 Stapel
16 Segment
17 Eingriffsöffnungen
18 Unterdrucksektor
19 Ausschussreservoir
20 Steuereinrichtung
21 abgebende Transporteinheit (erste)
22 Detektionseinrichtung
23 abgebende Transporteinheit (zweite)
24 Unterdruckfreier Sektor
25 Auswurftrommel
26 Ausschussreservoir
27 Abstreifteil
28 Abstreifwand
29 Schlitze 30 Endlosbahn
31 Endlosbahn
32 Unterdruckreservoir
33 Endlosfördereinrichtung
34 Werkstückträger
35 Aufnahme
36 Entnahmevorrichtung
37 Zuführeinrichtung
38 zweite Schneideinrichtung
39 Rotationskörper
40 Übergabebereich
41 Unterdruckeinrichtung
42 Ventil
43 Ventil
44 Unterdruckleitung
45 Drucklufteinrichtung
46 Druckluftleitung
47 Unterdruckreservoir
48 Transportfläche
49 Transportfläche
50 Parallelführung
I Übernahmestelle
II Übergabestelle
R Rotationsrichtung
R‘ Rotationsrichtung

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung (1) für die Energiezellen produzierende Industrie, umfassend
- eine Zuführeinrichtung (2), welche dazu eingerichtet ist, Segmente (16) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Vorrichtung (1) ferner wenigstens zwei im Produktionsstrom parallel zueinander angeordnete Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) umfasst, welche jeweils dazu eingerichtet sind, an einem oder mit einem zugeführten Segment (16) einen Fertigungsschritt zu vollziehen, und
- wenigstens eine Abführeinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, die Segmente (16) von den Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) abzuführen, wobei
- die Segmente (16) mittels einer Übergabeeinrichtung (4) von der Zuführeinrichtung (2) an die Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) übergeben werden, und wobei
- die Vorrichtung (1) mittels eines Steuersignals einer Steuereinrichtung (20) derart steuer- und/oder regelbar ist, dass ein von der Zuführeinrichtung (2) übernommenes Segment (16) durch die Übergabeeinrichtung (4) gezielt einer bestimmten Fertigungseinrichtung (8a, 8b, 8c, 8d) der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) übergeben wird.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Vorrichtung (1) durch das Steuersignal der Steuereinrichtung (20) derart steuer- und/oder regelbar ist, dass ein von der Zuführeinrichtung (2) übernommenes Segment (16) an jede beliebige Fertigungseinrichtung (8a, 8b, 8c, 8d) der vorhandenen Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) übergeben werden kann.
3. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Zuführeinrichtung (2) einen einzigen Förderpfad für die Segmente (16) umfasst, auf dem die Segmente (16) der Übergabeeinrichtung (4) zugeführt werden.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) jeweils durch eine Stapelstation gebildet sind, wobei
- die Stapelstationen jeweils dazu eingerichtet sind, Segmente (16) aufzunehmen und zu Stapeln (15) aufeinanderzulegen.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuereinrichtung (20) die Vorrichtung (1) derart steuert und/oder regelt, dass wechselnd genau eine der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) das Ziel für ein Segment (16) ist.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuereinrichtung (20) die Vorrichtung (1) derart steuert und/oder regelt, dass die vorhandenen Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) wechselnd mit einer vordefinierten Anzahl an Segmenten (16), vorzugsweise mit genau einem Segment (16), versorgt werden.
7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Vorrichtung (1) mittels der Steuereinrichtung (20) derart gesteuert und/oder geregelt wird, dass die Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) in mehreren Durchgängen mit Segmenten (16) versorgt werden, wobei
- in einem Durchgang jede der vorhandenen Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) mit genau einem Segment (16) versorgt wird.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Übergabeeinrichtung (5) wenigstens eine abgebende Transporteinheit (21 , 23) mit wenigstens einer Halteeinrichtung zum Ausüben einer Haltekraft auf das Segment (16) im Produktionsstrom umfasst, wobei
- die Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) jeweils eine aufnehmende Transporteinheit (11) mit wenigstens einer Halteeinrichtung zum Ausüben einer Haltekraft auf das Segment (16) im Produktionsstrom umfassen, wobei
- durch Einstellung der Haltekräfte an der abgebenden und/oder der aufnehmenden Transporteinheit (11 , 21 , 23) durch ein von der Steuereinrichtung (20) generiertes Steuersignal eine gezielte Übergabe eines Segments (16) an eine der Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) erfolgt.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- die abgebende und die aufnehmende Transporteinheit (21 , 23, 11) jeweils wenigstens einen rotierbar angetriebenen Rotationskörper, vorzugsweise in Form einer Abgabetrommel, um- fassen, wobei
- die abgebende und die aufnehmende Transporteinheit (21 , 11 , 23) jeweils wenigstens einen mit Unterdrück beaufschlagbaren Unterdrucksektor (7, 18) umfassen, um ein Segment mittels Unterdrück auf einer Transportfläche (48, 49) der jeweiligen Transporteinheit (21 , 11 , 23) zu halten und zu transportieren, wobei
- die Vorrichtung (1) so steuerbar und/oder regelbar ist, dass infolge eines Steuersignals der Steuereinrichtung (20) zur Übergabe des Segments (16) mindestens in einem Übergabebereich (40) zwischen der abgebenden und der aufnehmenden Transporteinheit (21 , 23, 11) eine höhere Haltekraft an der aufnehmenden Transporteinheit (11) relativ zu der abgebenden T ransporteinheit (11) erzeugt wird.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Reduzierung der Haltekraft in einem Abschnitt der Transportfläche (48) der abgebenden Transporteinheit (21 , 23) mindestens ein in einer Unterdruckeinrichtung (41) schaltbares Ventil (42) angeordnet ist, wobei
- das mindestens eine schaltbare Ventil (42) mittels eines Steuersignals der Steuereinrichtung (20) derart geschaltet werden kann, dass sich die auf ein Segment (16) wirkende Haltekraft an der Transportfläche (48) der abgebenden Transporteinheit reduziert.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine, beispielsweise mittels eines Ventils (43), schaltbare Drucklufteinrichtung (45) zum Leiten von Druckluft an eine Ab- gabestelle (40) der abgebenden Transporteinheit (21 , 23) und/oder an eine Aufnahmestelle der aufnehmenden Transporteinheit (11) vorgesehen ist, wobei
- die Drucklufteinrichtung (45) mittels eines Steuersignals der Steuereinrichtung (10) schaltbar ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die vorhandenen Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) einen identischen Aufbau aufweisen und/oder dazu eingerichtet sind, einen identischen Fertigungsschritt an einem oder mit einem Segment (16) durchzuführen.
13. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Ausschleusestation (6) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, Segmente (16) aus dem Produktionsstrom auszuschleusen.
14. Verfahren zum Durchführen eines Fertigungsschrittes an oder mit einem Segment (16) für die Energiezellen produzierende Industrie, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14 unter Rückbezug auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- in den Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) Segmente (16) in Form von Monozellen aufeinandergestapelt werden, wobei
- die Monozellen jeweils zwei Separatorblätter, ein Anodenblatt und ein Kathodenblatt umfassen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
- mittels der Zuführeinrichtung (2) eine erste Art von Segmenten (16) in Form der Monozellen zugeführt wird, und
- mittels der Zuführeinrichtung (2) zusätzlich eine zweite Art von Segmenten (16) zugeführt wird, die sich von der ersten Art von Segmenten (16) unterscheidet, wobei
- ein von der Zuführeinrichtung (2) übernommenes Segment (16) zweiter Art durch die Übergabeeinrichtung (4) gezielt derart einer bestimmten Fertigungseinrichtung (8a, 8b, 8c, 8d) der wenigstens zwei Fertigungseinrichtungen (8a, 8b, 8c, 8d) übergeben wird, dass das Segment (16) zweiter Art die erste oder die letzte Lage des durch die jeweilige Fertigungseinrichtung (8a, 8b, 8c, 8d) gebildeten Stapels (15) an Segmenten (16) bildet.
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