WO2023213694A1 - Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen einer bobine für eine produktionsmaschine der energiezellen produzierenden industrie sowie anlage der energiezellen produzierende industrie - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen einer bobine für eine produktionsmaschine der energiezellen produzierenden industrie sowie anlage der energiezellen produzierende industrie Download PDF

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WO2023213694A1
WO2023213694A1 PCT/EP2023/061202 EP2023061202W WO2023213694A1 WO 2023213694 A1 WO2023213694 A1 WO 2023213694A1 EP 2023061202 W EP2023061202 W EP 2023061202W WO 2023213694 A1 WO2023213694 A1 WO 2023213694A1
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WO
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bobbin
chamber
air conditioning
lock
door
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PCT/EP2023/061202
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English (en)
French (fr)
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Matthias Horn
Michael Haul
Arnd Meier
Axel Henning
Original Assignee
Körber Technologies Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/12—Lifting, transporting, or inserting the web roll; Removing empty core
    • 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
    • H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/72—Fuel cell manufacture

Definitions

  • the present invention relates to a device for providing a bobbin with a wound web-shaped material for a production machine in the energy cell producing industry according to the preamble of claim 1 and a corresponding method.
  • the present invention further relates to a system for the energy cell producing industry.
  • energy cells or energy storage devices in motor vehicles, other land vehicles, ships, aircraft or even in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy are stored over long periods of time must.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each formed from alternating anode sheets and cathode sheets, which are separated from one another by separator sheets which are also manufactured as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then stacked in the predetermined order and connected to each other by lamination.
  • the electrode sheets i.e. the anode and cathode sheets, are usually formed from a so-called daughter coil, which in turn is formed from a mother coil. is formed.
  • the mother coil comprises a finite, wound electrode track, the width of which is too large to form a cell stack. Therefore, the mother coil is first unwound and cut in the longitudinal direction, so that the width of the electrode track is reduced or several electrode tracks of smaller width are formed. An electrode strip cut in this way with a reduced width is then wound up again as a so-called daughter coil. The daughter coil can then be unwound again in order to create segments by making cuts in the transverse direction, which are then suitable for forming a cell stack.
  • the segments in the form of separator sheets are also formed starting from daughter coils by cutting the web running from the respective daughter coil in the transverse direction.
  • the production of the daughter coils usually takes place in a first production machine, which is spatially spaced from a second production machine for cutting and stacking the segments.
  • Coils are also commonly referred to as bobbins.
  • the daughter coils described above can therefore also be referred to as bobbins.
  • the object of the invention is to provide a device for providing a bobbin with a wound web-shaped material for to specify a production machine for the energy cell producing industry in compliance with predefined climatic conditions, a corresponding process and a corresponding system for the energy cell producing industry.
  • the object is achieved by a device for providing a bobbin with a wound web-shaped material for a production machine in the energy cell producing industry, comprising at least one bobbin changing device, and a bobbin handling device, which is set up to handle the at least one bobbin changing device with the To supply the bobbin, the bobbin changing device and the bobbin handling device being arranged in a common air conditioning chamber, with a lock being provided which is designed such that the bobbin can be transported into the air conditioning chamber.
  • the air conditioning chamber preferably comprises an air conditioning device for setting a predefined climate in the air conditioning chamber.
  • the air conditioning device for example, the room temperature, the relative humidity, the static pressure, and/or the degree of purity of the air can be set or regulated.
  • the bobbins can be brought into the air conditioning chamber via the lock and positioned there in such a way that they can be reached and picked up by the bobbin handling device.
  • the bobbin handling device then transfers the bobbin to the at least one bobbin changing device.
  • the at least one bobbin changing device is preferably set up to rotatably mount at least one bobbin so that its wound material web can be fed to a production machine in the energy cell producing industry.
  • a bobbin changing device preferably comprises two receiving mandrels, on each of which a bobbin can be rotatably mounted.
  • a first mandrel can comprise a bobbin with a running material web and a second mandrel can comprise a new, unused bobbin.
  • the used reel is then preferably pulled off the first mandrel and removed from the climate chamber. This can also be done in a corresponding manner via the lock.
  • a new, unused bobbin can then be placed on the first mandrel, which can then be spliced to the bobbin is now connected to the running material web located on the second mandrel.
  • the lock comprises a flow-isolable lock chamber, via which the reel can be transported from an environment into the air conditioning chamber.
  • the lock chamber can, for example, be hermetically sealed from the environment and the air conditioning chamber.
  • the lock chamber causes a reduced exchange of air volume between the air conditioning chamber and the environment when introducing a new reel into the air conditioning chamber or when removing a used reel from the air conditioning chamber.
  • the air conditioning device therefore has to provide less power in order to compensate for any deviations in the actual climate from the target climate. In this way, the energy requirement of the air conditioning system can be reduced.
  • At least one closable environmental door is provided to connect the lock chamber to the environment and at least one closable climate chamber door is provided to connect the lock chamber to the air conditioning chamber.
  • a control unit is provided which is set up to control the at least one environmental door and the at least one climate chamber door such that only one of the doors can be opened at a time. This prevents, for example, the simultaneous opening of a climate chamber door and an surrounding door; also the simultaneous opening of two surrounding doors or two climate chamber doors, for example. By opening only one of the doors at a time, the air volume exchange between the air conditioning chamber and the environment can be further reduced.
  • exactly one environmental door and several climate chamber doors can be provided.
  • exactly one climate chamber door and several surrounding doors can be provided.
  • several environmental doors for example exactly four, and several climate chamber doors, for example also exactly four, to be provided.
  • the bobbin handling device is set up to automatically, preferably fully automatically, pick up the bobbin and transfer it to the at least one bobbin changing device.
  • the handling device is set up to pick up the bobbins from a bobbin carrier.
  • the bobbin handling device can include a sensor unit that is set up to detect the availability of a bobbin and its ready position.
  • the bobbin handling device can include, for example, a robot arm that includes a receptacle for holding the bobbin.
  • the robot arm is set up to transfer the bobbin to the at least one bobbin changing device starting from a transfer position within the air conditioning chamber.
  • the bobbin handling device can also be referred to as a depalletizer.
  • the automatic transfer By giving the bobbin to the bobbin changing device, the exchange of air volume between the air conditioning chamber and the environment can be further reduced because an additional air volume exchange that would occur when an operator enters the air conditioning chamber can be prevented.
  • the bobbin handling device is preferably also set up to remove used bobbins, of which the material web has completely or almost completely expired, from the bobbin changing device and to transfer them to the said transfer position, so that from there they are brought out of the air conditioning chamber via the lock by means of the bobbin carrier can.
  • a bobbin with a wound electrode web or separator web is stored on at least one bobbin changing device. Further preferably, the bobbin is placed on a receiving mandrel on the bobbin changing device, so that the bobbin is rotatably mounted relative to the bobbin changing device.
  • the electrode track can be an anode track or a cathode track.
  • the device comprises exactly four bobbin changing devices.
  • a first bobbin changing device stores a bobbin with an anode track
  • a second bobbin changing device stores a bobbin with a cathode track
  • a third and fourth bobbin changing device each store a bobbin with a separator track.
  • a monocell consists of a first separator sheet, an anode sheet arranged thereon, a second separator sheet arranged thereon and a cathode sheet arranged thereon;
  • the monocell can also have the following layer sequence: first separator sheet, cathode sheet arranged thereon, second separator sheet arranged thereon and anode sheet arranged thereon.
  • the four bobbin changing devices are preferably equipped with the said bobbins by a single common bobbin handling device. Additional bobbin changing devices can be dispensed with, so that the overall structure of the device is simplified.
  • the lock comprises several, preferably parallel, conveying paths via which the reels can be conveyed into the air conditioning chamber. Further preferably, each of the conveying paths is assigned an environmental door and a climate chamber door.
  • the parallel arrangement of the conveyor paths allows the bobbin handling device to be supplied with different types of bobbins, for example with anode track, cathode track or separator track, almost without delay. Furthermore, the conveyor paths each lead to their own, predefined transfer position in which the bobbins are transferred to the bobbin handling device.
  • the task is solved by a system for the energy cell producing industry, the system comprising a device as described above and at least one production machine, the at least one production machine being completely or partially included the at least one bobbin changing device and the bobbin handling device are arranged in the air conditioning chamber.
  • the production machine preferably comprises a cutting device and more preferably additionally a cell stacking device. By means of the cutting device, the material web running off the reel can be cut in the transverse direction to form segments. Using the cell stacking device, the segments can then be stacked on top of each other to form a cell stack.
  • the production machine can include further processing units, for example a laminating device and/or a device for forming or attaching arrester flags.
  • the production machine is at least partially arranged in the air conditioning chamber, air exchange between the air conditioning chamber and the environment can be further reduced.
  • the object is achieved by a method for providing a band-shaped material wound on a bobbin for a production machine in the energy cell producing industry, the method taking place using the device described above or using the system described above.
  • At least one bobbin is stored in an environment of the air conditioning chamber on a bobbin carrier, the with which at least one bobbin loaded bobbin carrier is transported via the lock from the environment into the air conditioning chamber.
  • the bobbin carrier is preferably movable, more preferably autonomously movable.
  • the bobbin carrier preferably has a housing in which the one or more bobbins can be stored. The housing thus forms a transport chamber for the bobbins, which can be fluidically isolated from the environment.
  • the transport chamber can be hermetically sealed from its surroundings.
  • the transport chamber can be loaded with the bobbins via at least one access door.
  • the bobbin carrier preferably has at least one transport mandrel inside the transport chamber, on which the bobbin can be stored for transport. After loading, the at least one transport door is closed and the bobbin carrier is moved through the lock in this state. After passing through the lock, the access door within the climate control chamber is opened; and the bobbin is removed from the transport chamber, preferably by means of the bobbin handling device.
  • the bobbin carrier further preferably comprises two transport mandrels.
  • a new, unused bobbin can be brought into the air conditioning chamber via the lock on a first transport mandrel, and a used bobbin can be brought from the air conditioning chamber via the lock into the environment on a second receiving mandrel.
  • two new, unused bobbins can be transported into the air conditioning chamber at the same time on the two transport mandrels of the bobbin carrier.
  • Fig. 1 shows a plant of the energy cell producing industry in a perspective view
  • Fig. 2 shows a device for providing a bobbin for a production machine in the energy cell producing industry in a sectional view from above.
  • Figure 1 shows a system 100 for producing cell stacks for the energy cell producing industry.
  • the system 100 includes a device 1 which serves to provide reels 2 with a wound material web (see FIG. 2) for a production machine 3, which is also part of the system 100.
  • the device 1 includes a climate control chamber 9, in which the production machine 3 is also arranged so that the production of the cell stacks can take place under predefined climatic conditions.
  • the air conditioning chamber 9 includes an air conditioning device, not shown, via which the temperature, the relative humidity, the static pressure and/or the degree of purity of the air can be regulated.
  • a lock 10 is provided, via which a bobbin carrier 22 equipped with bobbins 2 (see FIG. 2) can be brought from an environment 12 of the air conditioning chamber 9 into the air conditioning chamber 9 in the form of a movable transport vehicle.
  • a bobbin carrier 22 equipped with bobbins 2 (see FIG. 2) can be brought from an environment 12 of the air conditioning chamber 9 into the air conditioning chamber 9 in the form of a movable transport vehicle.
  • Bobbin carrier 22 is an autonomously movable, driverless transport vehicle.
  • the lock 10 includes a lock chamber 11, which can be fluidly insulated both from the environment 12 and from the air conditioning chamber 9. Furthermore, the lock 10 includes four surrounding doors 13, 14, 15 and 16, via which the lock chamber 11 is accessible from the surroundings 12. Opposite the surrounding doors 13, 14, 15 and 16, four climate chamber doors 17, 18, 19 and 20 (see Figure 2) are provided, via which the lock chamber 11 is connected to the climate chamber 9.
  • the bobbin carrier 22 shown in Figure 1 is in a waiting position in front of the surrounding door 15. As soon as the surrounding door 15 opens, the bobbin carrier 22 moves into the lock chamber 11 and the surrounding door 15 closes again. Only when the surrounding door 15 is completely closed does the climate chamber door 19 arranged opposite the surrounding door 15 open (see FIG. 2), so that the bobbin carrier 22 can be moved into the climate chamber 9.
  • the bobbin carrier 22 includes a housing 23 to form a transport chamber in which the bobbin 2 can be transported while maintaining a microclimate.
  • the microclimate can be maintained by hermetically sealing the transport chamber formed by the housing 23 from the environment. Due to the generally relatively short transport routes and transport times, active control and/or regulation of the climate within the transport chamber is not necessary. In principle But it is also possible to equip the bobbin carrier 22 with a mobile air conditioning device.
  • the housing 23 of the bobbin carrier 22 includes an access door 32 for loading and unloading the bobbin carrier 22 of the bobbin 2.
  • the access door 32 is only opened when the bobbin carrier 22 has arrived in the climate control chamber 9 and the corresponding climate chamber door 19 is closed.
  • the bobbin carrier 22 is preferably loaded with new, unused bobbins 2 within a further air conditioning chamber, not shown.
  • the device 1 further comprises a control unit 21. This is set up to open only one of the doors 16-20 at a time, because the air exchange between the environment 12 and the air conditioning chamber 9 can be reduced.
  • the bobbins 2 brought into the air conditioning chamber 9 through the lock 10 are then fed to the production machine 3 by means of a bobbin handling device 8 and by means of four bobbin changing devices 3-6 (see FIG. 2), which are also located within the air conditioning chamber 9.
  • the production machine 3 includes a cutting device, not shown, and a cell stacking device, also not shown.
  • the cutting device By means of the cutting device, the material webs unwound from the reels 2 can be cut in the transverse direction to form segments.
  • the cell stacking device Using the cell stacking device, the segments are then placed on top of each other to form a cell stack. derstacked.
  • the production machine 3 is arranged completely in the air conditioning chamber 9.
  • Figure 2 shows the device 1 in a sectional view from above. It can be seen that four parallel conveying paths of the lock 10 are defined by the pairwise arrangement of the surrounding doors 13-16 and the climate chamber doors 17-20.
  • the bobbin handling device 8 and the four bobbin changing devices 4, 5, 6 and 7 are arranged within the air conditioning chamber 9.
  • each of the transfer positions 24, 25, 26 or 27 can be assigned an intermediate storage 28, 28, 29 or 31, in which at least one reel 2 can be stored temporarily.
  • the bobbin carrier 22 located in the lock chamber 11 in FIG. 2 is moved into the transfer position 24 after the climate chamber door 17 has been opened.
  • the bobbin carrier 22 comprises two transport mandrels (not shown) for storing one bobbin 2 each.
  • a new, unused bobbin 2 can be brought into the air conditioning chamber 9 on a first transport mandrel.
  • a second transport mandrel of the bobbin carrier 22 can be equipped with a used bobbin 2 in the air conditioning chamber 9.
  • a used reel 2 can be stored in the intermediate storage facility 28.
  • the used bobbin 2 can be pushed by the handling device 8 from the intermediate storage 28 onto the empty transport mandrel of the bobbin carrier 22.
  • the new, unused bobbin 2 can then be removed from the other transport mandrel of the bobbin carrier 22 by the handling device 8 and transferred to one of the bobbin changing devices 3-6.
  • the two transport mandrels can also be used to transport two reels 2 into the air conditioning chamber 9 at the same time.
  • the new, unused bobbins 2 can also be transported to one of the bobbin changing devices 4, 5, 6 or 7 with the interposition of one of the intermediate storage units 28, 29, 30 and/or 31.
  • the bobbin changing device 4 is equipped with two bobbins 2, each comprising a wound cathode track; the bobbin changing device 4 is equipped with two bobbins 2, each comprising a wound anode web; the bobbin changing device 5 is equipped with two bobbins 2, each comprising a separator track; and the bobbin changing device 6 is equipped with two bobbins 2, each comprising a separator track.
  • the bobbin changing devices 4 to 7 can also be arranged in an alternative sequence.
  • each of the bobbin changing devices 4-7 includes two receiving mandrels, namely a first receiving mandrel for an expiring bobbin 2 and a second receiving mandrel for a new, unused bobbin 2, so that the material web of an almost completely expired bobbin 2 is connected to the material web of a new one , unused bobbin can be connected by splicing.
  • the transfer positions 24-27 are each assigned to a specific type of reel 2. Only reels 2 with wound cathode webs are delivered to transfer position 24; at transfer position 25 only bobbins 2 with wound anode web; and at the transfer positions 26 and 27 only bobbins 2 with wound separator webs. Of course, an alternative assignment of bobbin types to transfer positions 24-27 is also possible.
  • the bobbins 2 provided at the transfer positions 24 to 27 are then transferred to the corresponding bobbin changing devices 4 to 7 by the bobbin handling device 8.
  • a used bobbin 2 can be transferred from the respective bobbin changing device 4, 5, 6 or 7 to the bobbin carrier 22 at one of the transfer positions 24, 25, 26 or 27 by means of the bobbin handling device 8, so that it can be disposed of via the lock 10.
  • the autonomously moving bobbin carriers 22 are controlled and/or regulated by their own control unit or by the control unit 21 shown in FIG. 1 in such a way that they only pass through the lock 10 if the respective transfer position 24, 25, 26 or 27 is also free is. In this way it can be ensured that the transfer positions 24-27 can be approached unhindered and unnecessary opening of the lock chamber 11 is prevented.
  • the production machine 3 shown in FIG. 1 is supplied with the corresponding material webs via the bobbin changing devices 4-7 by unwinding them from the bobbins 2 rotatably mounted in the bobbin changing devices 4-7.

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Bereitstellen einer Bobine (2) mit einem aufgewickelten bahnförmigen Material für eine Produktionsmaschine (3) der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassend - wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7), und - eine Bobinenhandhabungseinrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) mit der Bobine (2) zu versorgen, wobei - die Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) und die Bobinenhandhabungseinrichtung (8) in einer gemeinsamen Klimatisierungskammer (9) angeordnet sind, wobei - eine Schleuse (10) vorgesehen ist, die derart ausgeführt ist, dass die Bobine (2) darüber in die Klimatisierungskammer (9) beförderbar ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen einer Bobine für eine Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie sowie Anlage der Energiezellen produzierende Industrie
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Bobine mit einem aufgewickelten bahnförmigen Material für eine Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein korrespondierendes Verfahren. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Anlage für die Energiezellen produzierende Industrie.
Es ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, Energiezellen oder auch Energiespeicher in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen zu verwenden, 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 aus sich abwechselnden Anodenblättern und Kathodenblättern, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind, gebildet. 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 Elektrodenblätter, also die Anoden- und Katho- denblätter, üblicherweise ausgehend von einem sogenannten Toch- tercoil gebildet, das wiederum ausgehend von einem Muttercoil ge- bildet wird. Das Muttercoil umfasst eine endliche, aufgewickelt Elektrodenbahn, wobei die Breite dieser Bahn zu groß ist, um daraus einen Zellstapel zu bilden. Daher wird das Muttercoil zunächst abgewickelt und in Längsrichtung geschnitten, so dass sich die Breite der Elektrodenbahn reduziert oder mehrere Elektrodenbahnen geringerer Breite gebildet werden. Eine so geschnittenen Elektrodenbahnen mit reduzierter Breite wird anschließend wieder als sogenanntes Tochtercoil aufgewickelt. Das Tochtercoil kann anschließend wieder abgewickelt werden, um daraus durch Schnitte in Querrichtung Segmente zu schaffen, die dann zur Bildung eines Zellstapels geeignet sind.
Auch die Segmente in Form von Separatorblättern werden ausgehend von Tochtercoils gebildet, indem die von dem jeweiligen Tochtercoil ablaufende Bahn in Querrichtung geschnitten wird.
Die Herstellung der Tochtercoils, erfolgt in der Regel in einer ersten Produktionsmaschine, die von einer zweiten Produktionsmaschine zum Schneiden und Stapeln der Segmente räumlich beabstandet ist.
Coils werden allgemein auch als Bobinen bezeichnet. Somit können die vorangehend beschriebenen Tochtercoils auch als Bobinen bezeichnet werden.
Es ist weiterhin aus dem Stand der Technik bekannt, dass insbesondere das Schneiden zu Segmenten und deren Stapelung unter vordefinierten klimatischen Bedingungen stattfindet, um eine hohe Qualität der gebildeten Zellstapel zuverlässig zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Bobine mit einem aufgewickelten bahnförmigen Material für eine Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie unter Einhaltung vordefinierter klimatischer Bedingungen, ein korrespondierendes Verfahren sowie eine entsprechende Anlage für die Energiezellen produzierende Industrie anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Anmeldung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Bobine mit einem aufgewickelten bahnförmigen Material für eine Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie gelöst, umfassend wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung, und eine Bobinenhandhabungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung mit der Bobine zu versorgen, wobei die Bobinenwechseleinrichtung und die Bobinenhandhabungseinrichtung in einer gemeinsamen Klimatisierungskammer angeordnet sind, wobei eine Schleuse vorgesehen ist, die derart ausgeführt ist, dass die Bobine darüber in die Klimatisierungskammer beförderbar ist.
Durch die Schleuse kann der Luftaustausch mit einer die Klimatisierungskammer umgebenden Umgebung beim Einbringen der Bobine in die Klimatisierungskammer reduziert werden, so dass die klimatischen Bedingungen in der Klimatisierungskammer auf einem konstanten Niveau gehalten werden können. Die aufgewickelten Materialbahnen der Bobinen können so prozesssicher verarbeitet werden. Die Klimatisierungskammer umfasst vorzugsweise eine Klimatisierungseinrichtung zum Einstellen eines vordefinierten Klimas in der Klimatisierungskammer. Mittels der Klimatisierungseinrichtung kann beispielsweise die Raumtemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, der statische Druck, und/oder der Reinheitsgrad der Luft eingestellt oder geregelt werden.
Über die Schleuse können die Bobinen in die Klimatisierungskammer gebracht und dort derart positioniert werden, dass sie durch die Bobinenhandhabungseinrichtung erreichbar und aufnehmbar sind. Die Bobinenhandhabungseinrichtung übergibt die Bobine dann an die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung.
Die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, wenigstens eine Bobine drehbar zu lagern, so dass deren aufgewickelte Materialbahn einer Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie zugeführt werden kann.
Vorzugsweise umfasst eine Bobinenwechseleinrichtung jeweils zwei Aufnahmedorne, auf denen jeweils eine Bobine drehbar gelagert werden kann. So kann beispielsweise ein erster Aufnahmedorn eine Bobine mit einer ablaufenden Materialbahn umfassen und ein zweiter Aufnahmedorn eine neue, unverbrauchte Bobine. Kurz vor einem vollständigen Ablaufen der ablaufenden Materialbahn kann diese mit der Materialbahn der unverbrauchten Bobine verbunden werden; man spricht dann vom Spleißen oder Splicen. Vorzugsweise wird die verbrauchte Bobine anschließend vom ersten Aufnahmedorn abgezogen und aus der Klimakammer entfernt. Dies kann in entsprechender Weise ebenfalls über die Schleuse erfolgen. Anschließend kann auf den ersten Aufnahmedorn eine neue, unverbrauchte Bobine aufgesetzt werden, die anschließend durch Spleißen mit der sich nun auf dem zweiten Aufnahmedorn befindlichen ablaufenden Materialbahn verbunden wird. Durch das abwechselnde Versorgen des ersten und des zweiten Aufnahmedorns mit neuen, unverbrauchten Bobinen kann die Produktionsmaschine zuverlässig, vorzugsweise sogar unterbrechungsfrei, mit einer entsprechenden Materialbahn versorgt werden.
Vorzugsweise umfasst die Schleuse eine strömungstechnisch isolierbare Schleusenkammer, über die die Bobine von einer Umgebung in die Klimatisierungskammer beförderbar ist. Die Schleusenkammer kann beispielsweise hermetisch gegenüber der Umgebung und der Klimatisierungskammer abdichtbar sein. Die Schleusenkammer bewirkt einen reduzierten Austausch von Luftvolumen zwischen der Klimatisierungskammer und der Umgebung beim Einbringen einer neuen Bobine in die Klimatisierungskammer oder beim Herausbringen einer verbrauchten Bobine aus der Klimatisierungskammer. Die Klimatisierungseinrichtung muss daher weniger Leistung erbringen, um etwaige Abweichungen des Ist-Klimas vom Soll- Klima zu kompensieren. So kann der Energiebedarf der Klimatisierungseinrichtung reduziert werden.
Vorzugsweise ist zur Anbindung der Schleusenkammer an die Umgebung wenigstens eine schließbare Umgebungstür und zur Anbindung der Schleusenkammer an die Klimatisierungskammer wenigstens eine schließbare Klimakammertür vorgesehen. Weiter vorzugsweise ist eine Steuereinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Umgebungstür und die wenigstens eine Klimakammertür derart zu steuern, dass zu einem Zeitpunkt nur eine der Türen geöffnet werden kann. Das gleichzeitige Öffnen einer Klimakammertür und einer Umgebungstür wird damit beispielsweise unterbunden; auch das gleichzeitige Öffnen zweier Umgebungstüren oder zweier Klimakammertüren wird damit beispielsweise unterbunden. Durch das Öffnen jeweils nur einer der Türen, kann der Luftvolumenaustausch zwischen der Klimatisierungskammer und der Umgebung weiter reduziert werden.
Es können beispielsweise genau eine Umgebungstür und mehrere Klimakammertüren vorgesehen sein. Alternativ können beispielsweise auch genau eine Klimakammertür und mehrere Umgebungstüren vorgesehen sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass mehrere Umgebungstüren, beispielsweise genau vier, und mehrere Klimakammertüren, beispielsweise ebenfalls genau vier, vorgesehen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Bobinenhandhabungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Bobine automatisch, vorzugsweise vollautomatisch, aufzunehmen und an die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung zu übergeben. Vorzugsweise ist die Handhabungseinrichtung dazu eingerichtet, die Bobinen von einem Bobinenträger aufzunehmen. Die Bobinenhandhabungseinrichtung kann eine Sensoreinheit umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Bereitstehen einer Bobine und deren Bereitstellungsposition zu detektieren. Weiterhin kann die Bobinenhandhabungseinrichtung beispielsweise einen Roboterarm umfassen, der eine Aufnahme zum Halten der Bobine umfasst. Weiterhin ist der Roboterarm dazu eingerichtet, die Bobine ausgehend von einer Übergabeposition innerhalb der Klimatisierungskammer an die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung zu übergeben. Da die Bobinen bevorzugt mittels eines Bobinenträgers in Form eines Transportwagens über die Schleuse in die Klimatisierungskammer gebracht werden, kann die Bobinenhandhabungseinrichtung auch als Depalettierer bezeichnet werden. Durch das automatische Über- geben der Bobine an die Bobinenwechseleinrichtung kann der Austausch von Luftvolumen zwischen der Klimatisierungskammer und der Umgebung weiter reduziert werden, weil ein zusätzlicher Luftvolumenaustausch, zu dem es beim Betreten der Klimatisierungskammer durch einen Bediener kommen würde, verhindert werden kann.
Die Bobinenhandhabungseinrichtung ist vorzugsweise auch dazu eingerichtet, verbrauchte Bobinen, von denen die Materialbahn vollständig oder nahezu vollständig abgelaufen ist, von der Bobinenwechseleinrichtung abzunehmen und an die besagte Übergabeposition zu übergeben, so dass sie von dort mittels des Bobinenträgers über die Schleuse aus der Klimatisierungskammer gebracht werden können.
Vorzugsweise ist auf zumindest einer Bobinenwechseleinrichtung eine Bobine mit einer aufgewickelten Elektrodenbahn oder Separatorbahn gelagert. Weiter vorzugsweise ist die Bobine auf der Bobinenwechseleinrichtung auf einen Aufnahmedorn aufgesteckt, so dass die Bobine gegenüber der Bobinenwechseleinrichtung drehbar gelagert ist. Bei der Elektrodenbahn kann es sich um eine Anodenbahn oder eine Kathodenbahn handeln.
Weiter vorzugsweise umfasst die Vorrichtung genau vier Bobinenwechseleinrichtungen. Eine erste Bobinenwechseleinrichtung lagert dabei eine Bobine mit einer Anodenbahn, eine zweite Bobinenwechseleinrichtung lagert eine Bobine mit einer Kathodenbahn und eine dritte und vierte Bobinenwechseleinrichtung lagern jeweils eine Bobine mit einer Separatorbahn. Mittels der so bestückten Bobinenwechseleinrichtungen können für die Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie die Ausgangsmaterialien zur Bildung einer Monozelle bereitgestellt werden. Eine Monozelle besteht aus einem ersten Separatorblatt, einem darauf angeordneten Anodenblatt, einem darauf angeordneten zweiten Separatorblatt und einem darauf angeordneten Kathodenblatt; die Monozelle kann auch die folgende Schichtfolge aufweisen: erstes Separatorblatt, darauf angeordnetes Kathodenblatt, darauf angeordnetes zweites Separatorblatt und darauf angeordnetes Anodenblatt.
Die vier Bobinenwechseleinrichtungen werden vorzugsweise durch eine einzige gemeinsame Bobinenhandhabungseinrichtung mit den besagten Bobinen bestückt. Auf zusätzliche Bobinenwechseleinrichtungen kann so verzichtet werden, so dass sich insgesamt der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schleuse mehrere, vorzugsweise parallele Förderwege, über die die Bobinen in die Klimatisierungskammer beförderbar sind. Weiter vorzugsweise ist jedem der Förderwege jeweils eine Umgebungstür und eine Klimakammertür zugeordnet. Die parallelgeschaltete Anordnung der Förderwege erlaubt es, die Bobinenhandhabungseinrichtung nahezu verzögerungsfrei mit unterschiedlichen Arten von Bobinen, beispielsweise mit Anodenbahn, Kathodenbahn oder Separatorbahn, zu versorgen. Weiterhin münden die Förderwege in jeweils eine eigene, vordefinierte Übergabeposition, in der die Bobinen an die Bobinenhandhabungseinrichtung übergeben werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Anmeldung wird die Aufgabe durch eine Anlage für die Energiezellen produzierende Industrie gelöst, wobei die Anlage eine Vorrichtung wie vorangehend beschrieben und wenigstens eine Produktionsmaschine umfasst, wobei die wenigstens eine Produktionsmaschine vollständig oder teilweise mit der wenigstens einen Bobinenwechseleinrichtung und der Bobinenhandhabungseinrichtung in der Klimatisierungskammer angeordnet ist. Vorzugsweise umfasst die Produktionsmaschine eine Schneideinrichtung sowie weiter vorzugsweise zusätzlich eine Zellstapeleinrichtung. Mittels der Schneideinrichtung kann die von der Bobine abglaufende Materialbahn zur Bildung von Segmenten in Querrichtung geschnitten werden. Mittels der Zellstapeleinrichtung können die Segmente dann zur Bildung eines Zellstapels aufeinandergestapelt werden. Es versteht sich von selbst, dass die Produktionsmaschine noch weitere Bearbeitungseinheiten umfassen kann, beispielsweise eine Laminiereinrichtung und/oder eine Einrichtung zum Bilden oder Anbringen von Ableiterfähnchen.
Dadurch, dass die Produktionsmaschine zumindest teilweise in der Klimatisierungskammer angeordnet ist, kann ein Luftaustausch zwischen Klimatisierungskammer und Umgebung weiter reduziert werden.
Gemäß einem dritten Aspekt dieser Anmeldung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines auf einer Bobine aufgewickelten, bandförmigen Materials für eine Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie gelöst, wobei das Verfahren unter Verwendung der vorangehend beschriebenen Vorrichtung oder unter Verwendung der vorangehend beschriebenen Anlage erfolgt. Bezüglich der mit dem vorgeschlagenen Verfahren verbundenen technischen Wirkungen und Vorteile wird auf die vorangehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung und der Anlage verwiesen.
Vorzugsweise wird wenigstens eine Bobine in einer Umgebung der Klimatisierungskammer auf einem Bobinenträger gelagert, wobei der mit der wenigstens einen Bobine beladene Bobinenträger über die Schleuse von der Umgebung in die Klimatisierungskammer transportiert wird. Vorzugsweise ist der Bobinenträger verfahrbar, weiter vorzugsweise autonom verfahrbar. Der Bobinenträger weist vorzugsweise ein Gehäuse auf, in dem die eine oder mehreren Bobinen gelagert werden können. Das Gehäuse bildet so ein Transportkammer für die Bobinen, die gegenüber der Umgebung strömungstechnisch isolierbar ist. Beispielsweise ist die Transportkammer hermetisch gegenüber ihrer Umgebung abdichtbar. Die Transportkammer ist über wenigsten eine Zugangstür mit den Bobinen beladbar.
Vorzugsweise weist der Bobinenträger im Inneren der Transportkammer wenigstens einen Transportdorn auf, auf dem die Bobine für den Transport lagerbar ist. Nach dem Beladen wird die wenigstens eine Transporttür geschlossen und der Bobinenträger in diesem Zustand durch die Schleuse gefahren. Nach dem Durchfahren der Schleuse wird die Zugangstür innerhalb der Klimatisierungskammer geöffnet; und die Bobine wird, vorzugsweise mittels der Bobinenhandhabungseinrichtung, aus der Transportkammer entnommen.
Weiter vorzugsweise umfasst der Bobinenträger zwei Transportdor- ne. So kann beispielsweise auf einem ersten Transportdorn eine neue, unverbrauchte Bobine über die Schleuse in die Klimatisierungskammer gebracht werden, und auf einem zweiten Aufnahmedorn kann eine verbrauchte Bobine aus der Klimatisierungskammer über die Schleuse in die Umgebung gebracht werden. Alternativ können auf den beiden Transportdornen des Bobinenträgers auch gleichzeitig zwei neue, unverbrauchte Bobinen in die Klimatisierungskammer befördert werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Anlage der Energiezellen produzierenden Industrie in einer perspektivischen Darstellung; und
Fig. 2 eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Bobine für eine Produktionsmaschine der Energiezellen produzierenden Industrie in einer Schnittansicht von oben.
Figur 1 zeig eine Anlage 100 zum Herstellen von Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie. Die Anlage 100 umfasst eine Vorrichtung 1 , die dazu dient, Bobinen 2 mit einer aufgewickelten Materialbahn (siehe Figur 2) für eine Produktionsmaschine 3, die ebenfalls Bestandteil der Anlage 100 ist, bereitzustellen.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Klimatisierungskammer 9, in der auch die Produktionsmaschine 3 angeordnet ist, damit die Produktion der Zellstapel unter vordefinierten klimatischen Bedingungen erfolgen kann. Die Klimatisierungskammer 9 umfasst hierzu eine nicht dargestellte Klimatisierungseinrichtung, über die die Temperatur, die relative Luftfeuchte, der statische Druck und/oder der Reinheitsgrad der Luft regelbar sind.
Weiterhin ist eine Schleuse 10 vorgesehen, über die ein mit Bobinen 2 (siehe Figur 2) bestückter Bobinenträger 22 in Form eines verfahrbaren Transportfahrzeugs von einer Umgebung 12 der Klimatisierungskammer 9 in die Klimatisierungskammer 9 gebracht werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bobinenträger 22 um ein autonom verfahrbares, fahrerloses Transportfahrzeug.
Die Schleuse 10 umfasst eine Schleusenkammer 11 , die strömungstechnisch sowohl gegenüber der Umgebung 12 als auch gegenüber der Klimatisierungskammer 9 isolierbar ist. Weiterhin umfasst die Schleuse 10 vier Umgebungstüren 13, 14, 15 und 16, über die die Schleusenkammer 11 von der Umgebung 12 aus zugänglich ist. Gegenüberliegend der Umgebungstüren 13, 14, 15 und 16 sind vier Klimakammertüren 17, 18, 19 und 20 (vgl. Figur 2) vorgesehen, über die Schleusenkammer 11 an die Klimatisierungskammer 9 angebunden ist.
Der in der Figur 1 dargestellte Bobinenträger 22 befindet sich in einer Warteposition vor der Umgebungstür 15. Sobald sich die Umgebungstür 15 öffnet, fährt der Bobinenträger 22 in die Schleusenkammer 11 , und die Umgebungstür 15 schließt sich wieder. Erst wenn die Umgebungstür 15 vollständig geschlossen ist, öffnet sich die der Umgebungstür 15 gegenüberliegend angeordnete Klimakammertür 19 (vgl. Figur 2), so dass der Bobinenträger 22 in die Klimatisierungskammer 9 gefahren werden kann.
Weiterhin ist in Figur 1 zu erkennen, dass der Bobinenträger 22 ein Gehäuse 23 zur Bildung einer Transportkammer umfasst, in der die Bobine 2 unter Beibehaltung eines Mikroklimas befördert werden kann. Das Mikroklima kann in diesem Ausführungsbeispiel durch eine hermetische Abdichtung der durch das Gehäuse 23 gebildeten Transportkammer gegenüber der Umgebung aufrechterhalten werden. Durch die in der Regel relativ kurzen Transportwege und Transportzeiten ist eine aktive Steuerung und/oder Regelung des Klimas innerhalb der Transportkammer nicht erforderlich. Prinzipiell ist es aber auch möglich, den Bobinenträger 22 mit einer mobilen Klimatisierungseinrichtung auszustatten.
Das Gehäuse 23 des Bobinenträgers 22 umfasst eine Zugangstür 32 zum Be- und Entladen des Bobinenträgers 22 der Bobine 2. Die Zugangstür 32 wird erst dann geöffnet, wenn der Bobinenträger 22 in der Klimatisierungskammer 9 angekommen ist und die entsprechende Klimakammertür 19 geschlossen ist. Bevorzugt erfolgt auch das Beladen des Bobinenträgers 22 mit neuen, unverbrauchten Bobinen 2 innerhalb einer weiteren, nicht dargestellten Klimatisierungskammer.
Zum aufeinander abgestimmten Öffnen und Schließen der Umgebungstüren 13, 14, 15, 16 und Klimakammertüren 17, 18, 19, 20 umfasst die Vorrichtung 1 ferner eine Steuereinheit 21. Diese ist dazu eingerichtet, jeweils nur eine einzige der Türen 16-20 zu öffnen, weil so der Luftaustausch zwischen der Umgebung 12 und der Klimatisierungskammer 9 verringert werden kann.
Die durch die Schleuse 10 in die Klimatisierungskammer 9 gebrachten Bobinen 2 werden anschließend mittels einer Bobinenhandhabungseinrichtung 8 und mittels vier Bobinenwechseleinrichtungen 3- 6 (vgl. Figur 2), die sich ebenfalls innerhalb der Klimatisierungskammer 9 befinden, der Produktionsmaschine 3 zugeführt.
Die Produktionsmaschine 3 umfasst eine nicht dargestellte Schneideinrichtung sowie eine ebenfalls nicht dargestellte Zellstapeleinrichtung. Mittels der Schneideinrichtung können die von den Bobinen 2 abgewickelten Materialbahnen zur Bildung von Segmenten in Querrichtung geschnitten werden. Mittels der Zellstapeleinrichtung werden die Segmente dann zur Bildung eines Zellstapels aufeinan- dergestapelt. Die Produktionsmaschine 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vollständig in der Klimatisierungskammer 9 angeordnet.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Schnittansicht von oben. Es ist zu erkennen, dass durch die paarweise gegenüberliegende Anordnung der Umgebungstüren 13-16 und der Klimakammertüren 17- 20, vier parallele Förderwege der Schleuse 10 definiert werden.
Ebenfalles ist zu erkennen, dass innerhalb der Klimatisierungskammer 9 die Bobinenhandhabungseinrichtung 8 sowie die vier Bobinenwechseleinrichtungen 4, 5, 6 und 7 angeordnet sind.
Zwischen der Umgebungstür 13 und der Klimakammertür 17 liegt ein erster Förderweg der Schleuse 10, der in eine erste Übergabeposition 24, die innerhalb der Klimatisierungskammer 9 angeordnet ist, mündet.
Zwischen der Umgebungstür 14 und der Klimakammertür 18 liegt ein zweiter Förderweg der Schleuse 10, der in eine zweite Übergabeposition 25, die innerhalb der Klimatisierungskammer 9 angeordnet ist, mündet.
Zwischen der Umgebungstür 15 und der Klimakammertür 19 liegt ein dritter Förderweg der Schleuse 10, der in eine dritte Übergabeposition 26, die innerhalb der Klimatisierungskammer 9 angeordnet ist, mündet.
Zwischen der Umgebungstür 16 und der Klimakammertür 20 liegt ein vierter Förderweg der Schleuse 10, der in eine vierte Übergabeposi- tion 27, die innerhalb der Klimatisierungskammer 9 angeordnet ist, mündet.
Weiterhin kann wie hier dargestellt jeder der Übergabepositionen 24, 25, 26 oder 27 jeweils ein Zwischenlager 28, 28, 29 oder 31 zugeordnet sein, in dem jeweils wenigstens eine Bobine 2 zwischengelagert werden kann.
Der sich in der Figur 2 in der Schleusenkammer 11 befindliche Bobinenträger 22 wird nach dem Öffnen der Klimakammertür 17 in die Übergabeposition 24 gefahren.
Der Bobinenträger 22 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel zwei nicht dargestellte Transportdorne zum Lagern jeweils einer Bobine 2. Auf einem ersten Transportdorn kann eine neue, unverbrauchte Bobine 2 in die Klimatisierungskammer 9 gebracht werden. Ein zweiter Transportdorn des Bobinenträgers 22 kann in der Klimatisierungskammer 9 mit einer verbrauchten Bobine 2 bestückt werden.
So kann beispielsweise in dem Zwischenlager 28 eine verbrauchte Bobine 2 lagern. Sobald der Bobinenträger 22 in der ersten Übergabeposition 24 angekommen ist und die Klimakammertür 17 geschlossen wurde und die Transportkammer des Bobinenträgers 22 geöffnet wurde, kann die verbrauchte Bobine 2 durch die Handhabungseinrichtung 8 von dem Zwischenlager 28 auf den leeren Transportdorn des Bobinenträgers 22 geschoben werden. Anschließend kann die neue, unverbrauchte Bobine 2 von dem anderen Transportdorn des Bobinenträgers 22 durch die Handhabungseinrichtung 8 entnommen werden und an eine der Bobinenwechseleinrichtungen 3-6 übergeben werden. Alternativ können die beiden Transportdorne auch dazu genutzt werden, gleichzeitig zwei Bobinen 2 in die Klimatisierungskammer 9 zu befördern. In diesem Fall kann das Weiterbefördern der neuen, unverbrauchten Bobinen 2 zu einer der Bobinenwechseleinrichtungen 4, 5, 6 oder 7 ebenfalls unter Zwischenschaltung eines der Zwischenlager 28, 29, 30 und/oder 31 erfolgen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bobinenwechseleinrichtung 4 mit zwei Bobinen 2 umfassend jeweils eine aufgewickelten Katho- denbahn bestückt; die Bobinenwechseleinrichtung 4 ist mit zwei Bobinen 2 umfassend jeweils eine aufgewickelten Anodenbahn bestückt; die Bobinenwechseleinrichtung 5 ist mit zwei Bobinen 2 umfassend jeweils eine Separatorbahn bestückt; und die Bobinenwechseleinrichtung 6 ist mit zwei Bobinen 2 umfassend jeweils eine Separatorbahn bestückt. Selbstverständlich können die Bobinenwechseleinrichtungen 4 bis 7 auch in einer alternativen Abfolge angeordnet sein.
Jede der Bobinenwechseleinrichtungen 4-7 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils zwei Aufnahmedorne, nämlich einen ersten Aufnahmedorn für eine ablaufende Bobine 2 und einen zweiten Aufnahmedorn für eine neue, unverbrauchte Bobine 2, so dass die Materialbahn einer fast vollständig abgelaufenen Bobine 2 mit der Materialbahn einer neuen, unverbrauchten Bobine durch Spleißen verbunden werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Übergabepositionen 24-27 jeweils einem bestimmten Typ von Bobine 2 zugeordnet. An der Übergabeposition 24 werden nur Bobinen 2 mit aufgewickelter Ka- thodenbahn angeliefert; an der Übergabeposition 25 nur Bobinen 2 mit aufgewickelter Anodenbahn; und an den Übergabepositionen 26 und 27 nur Bobinen 2 mit aufgewickelten Separatorbahnen. Selbstverständlich ist auch eine alternative Zuordnung von Bobinentypen zu Übergabepositionen 24-27 möglich. Die an den Übergabepositionen 24 bis 27 bereitgestellten Bobinen 2 werden dann an die entsprechenden Bobinenwechseleinrichtungen 4 bis 7 durch die Bobinenhandhabungseinrichtung 8 übergeben.
Eine verbrauchte Bobine 2 kann mittels der Bobinenhandhabungseinrichtung 8 von der jeweiligen Bobinenwechseleinrichtung 4, 5, 6 oder 7 an einer der Übergabepositionen 24, 25, 26 oder 27 an den Bobinenträger 22 übergeben werden, so dass diese über die Schleuse 10 entsorgt werden kann.
Weiterhin werden die autonom fahrenden Bobinenträger 22 durch eine eigene Steuereinheit oder durch die in der Figur 1 dargestellte Steuereinheit 21 derart gesteuert und/oder geregelt, dass diese die Schleuse 10 nur dann durchfahren, wenn die jeweilige Übergabeposition 24, 25, 26 oder 27 auch frei ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Übergabepositionen 24-27 ungehindert angefahren werden können und ein unnötiges Öffnen der Schleusenkammer 11 verhindert wird.
Über die Bobinenwechseleinrichtungen 4-7 wird die in Figur 1 dargestellte Produktionsmaschine 3 mit den entsprechenden Materialbahnen versorgt, indem diese von den in den Bobinenwechseleinrichtungen 4-7 drehbar gelagerten Bobinen 2 abgewickelt werden. Bezuqszeichenliste:
1 Vorrichtung
2 Bobine
3 Produktionsmaschine
4 Bobinenwechseleinrichtung
5 Bobinenwechseleinrichtung
6 Bobinenwechseleinrichtung
7 Bobinenwechseleinrichtung
8 Bobinenhandhabungseinrichtung
9 Klimatisierungskammer
10 Schleuse
11 Schleusenkammer
12 Umgebung
13 Umgebungstür
14 Umgebungstür
15 Umgebungstür
16 Umgebungstür
17 Klimakammertür
18 Klimakammertür
19 Klimakammertür
20 Klimakammertür
21 Steuereinheit
22 Bobinenträger
23 Gehäuse
24 Übergabeposition
25 Übergabeposition
26 Übergabeposition
27 Übergabeposition
28 Zwischenlager
29 Zwischenlager Zwischenlager Zwischenlager Zugangstür Anlage

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung (1) zum Bereitstellen einer Bobine (2) mit einem aufgewickelten bahnförmigen Material für eine Produktionsmaschine (3) der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassend
- wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7), und
- eine Bobinenhandhabungseinrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) mit der Bobine (2) zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) und die Bobinenhandhabungseinrichtung (8) in einer gemeinsamen Klimatisierungskammer (9) angeordnet sind, wobei
- eine Schleuse (10) vorgesehen ist, die derart ausgeführt ist, dass die Bobine (2) darüber in die Klimatisierungskammer (9) beförderbar ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Schleuse (10) eine strömungstechnisch isolierbare Schleusenkammer (11) umfasst, über die die Bobine (2) von einer Umgebung (12) in die Klimatisierungskammer (9) beförderbar ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Anbindung der Schleusenkammer (11) an die Umgebung (12) wenigstens eine schließbare Umgebungstür (13, 14, 15, 16) vorgesehen ist, und
- zur Anbindung der Schleusenkammer (11) an die Klimatisie- rungskammer (9) wenigstens eine schließbare Klimakammertür (17, 18, 19, 20) vorgesehen ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Steuereinheit (21) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Umgebungstür (13, 14, 15, 16) und die wenigstens eine Klimakammertür (17, 18, 19, 20) derart zu steuern, dass zu einem Zeitpunkt nur eine der Türen geöffnet ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- genau eine Umgebungstür (13, 14, 15, 16) und mehrere Klimakammertüren (17, 18, 19, 20) vorgesehen sind. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- genau eine Klimakammertür (17, 18, 19, 20) und mehrere Umgebungstüren (13, 14, 15, 16) vorgesehen sind. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bobinenhandhabungseinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, die Bobine (2) automatisch aufzunehmen und an die wenigstens eine Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) zu übergeben. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- auf zumindest einer Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) eine Bobine (2) mit einer aufgewickelten Elektrodenbahn oder Separatorbahn gelagert ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Schleuse (10) mehrere, vorzugsweise parallele, Förderwege umfasst, über die Bobinen (2) in die Klimatisierungskammer (9) beförderbar ist. Anlage (100) für die Energiezellen produzierende Industrie, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Anlage (100) eine Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche und wenigstens eine Produktionsmaschine (3) umfasst, wobei
- die wenigstens eine Produktionsmaschine (3) vollständig oder teilweise mit der wenigstens einen Bobinenwechseleinrichtung (4, 5, 6, 7) und der Bobinenhandhabungseinrichtung (8) in der Klimatisierungskammer (9) angeordnet ist. Verfahren zum Bereitstellen eines auf einer Bobine (2) aufgewickelten, bandförmigen Materials für eine Produktionsmaschine (3) der Energiezellen produzierenden Industrie, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Verfahren (200) unter Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder unter Verwendung der Anlage (100) nach Anspruch 10 erfolgt. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens eine Bobine (2) in einer Umgebung (12) der Klimatisierungskammer (9) auf einem Bobinenträger (22) gelagert wird, wobei
- der mit der wenigstens einen Bobine (2) beladene Bobinen- träger (22) über die Schleuse (10) von der Umgebung (12) in die Klimatisierungskammer (9) transportiert wird.
PCT/EP2023/061202 2022-05-06 2023-04-28 Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen einer bobine für eine produktionsmaschine der energiezellen produzierenden industrie sowie anlage der energiezellen produzierende industrie WO2023213694A1 (de)

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