WO2023213716A1 - Transporteinrichtung zum transport von segmenten von energiezellen und verfahren zur steuerung einer transporteinrichtung und eine transportanordnung - Google Patents

Transporteinrichtung zum transport von segmenten von energiezellen und verfahren zur steuerung einer transporteinrichtung und eine transportanordnung Download PDF

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WO2023213716A1
WO2023213716A1 PCT/EP2023/061286 EP2023061286W WO2023213716A1 WO 2023213716 A1 WO2023213716 A1 WO 2023213716A1 EP 2023061286 W EP2023061286 W EP 2023061286W WO 2023213716 A1 WO2023213716 A1 WO 2023213716A1
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segments
transport
drum
drums
angle
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PCT/EP2023/061286
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Clemens Schmick
Nils Hofmann
Jan Kreysern
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Körber Technologies Gmbh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
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    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/72—Fuel cell manufacture

Definitions

  • Transport device for transporting segments of energy cells and method for controlling a transport device and a transport arrangement
  • the present invention relates to a transport device for transporting segments of energy cells with the features of the preamble of claim 1 and a method for controlling a transport device for transporting segments of energy cells with the features of the preamble of claim 10 and a transport arrangement with the features of the preamble of Claim 12.
  • Energy cells or energy storage devices in the sense of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships, aircraft or in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy have to be stored over long periods of time.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each alternating anode sheets and cathode sheets, which are separated from one another by separator sheets which are also manufactured as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then stacked in the predetermined order and connected to each other by lamination. The anode sheets and cathode sheets are first cut from an endless web and then placed individually at intervals on an endless web of separator material.
  • This subsequently formed “double-layer” endless web made of the separator material The placed anode sheets or cathode sheets are then cut into segments again in a second step using a cutting device, the segments in this case being formed in double layers by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged thereon.
  • the endless webs of the separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on them can also be placed on top of each other before cutting, so that an endless web with a first endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets placed thereon and a second endless layer of the separator material is formed with anode sheets or cathode sheets placed thereon.
  • This “four-layer” endless web is then cut into segments using a cutting device, which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet resting thereon.
  • the segments can also be formed from a first separator sheet, a cathode sheet, a second separator sheet and an anode sheet resting thereon.
  • the advantage of this solution is that one cut can be saved. Segments in the sense of this invention are therefore single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer, three-layer or four-layer segments of the structure described above.
  • Another known approach is a machine with continuously running material webs and clocked tools, such as cutting knives or tools for changing the pitch.
  • a condition for the high production output is a high production rate of the stacks of energy cells, which are formed from several segments of the type described above that are stacked on top of each other.
  • the segments are converted into the so-called mono cells consisting of a first separator sheet, a th anode sheet, a second separator sheet arranged thereon and a cathode sheet arranged thereon are placed on top of each other.
  • the separator sheets can initially be guided as two endless webs, with the already cut segments in the form of the anode sheets being placed on one of the endless webs and already cut segments in the form of the cathode sheets being placed on the other endless web and connected to one another by a lamination process.
  • the prefabricated composite sheets are then connected to one another in a further lamination process to form a four-layer composite sheet.
  • first cut electrode in the form of the cathode or anode between the separator sheets in the form of the endless webs and to place the second cut electrode in the form of the anode or cathode on or under one of the separator sheets.
  • the four-layer web is then laminated in a common lamination process, so that the monocell becomes a solid formation while the endless webs are still in existence, i.e. before cutting.
  • the monocells are then cut from the composite sheet by cutting through the spaces between the successive anode sheets and/or cathode sheets.
  • the endless webs can also be cut from the separator material with the anode sheets and cathode sheets arranged thereon, the monocells then being produced by a downstream composite process of a first cut separator sheet with an anode with a second cut separator sheet with a cathode.
  • the segments are then stacked on top of each other to form a stack of a plurality of segments. If the segments are monocells or separator sheets with arranged on them Anode or cathode sheets, there is a cathode or anode on a free side surface of the stack, which is then covered by the arrangement of a so-called closure cell.
  • the termination cell includes a first separator sheet, an anode or cathode sheet arranged thereon and a second separator sheet arranged thereon, but no cathode or anode sheet is arranged thereon. The termination cell can therefore also be viewed as a monocell without a cathode or anode sheet.
  • the finished stack consisting of the large number of monocells and the end cell is then characterized in that it has a separator sheet on its top and bottom and thus the anode sheets and cathode sheets are covered by separator sheets on the top and bottom and are not in contact with each other.
  • WO 2020/203114 A1 it is known from WO 2020/203114 A1 to transport the cut segments in a drum barrel with several drums driven to rotate.
  • the drums here have a plurality of individual holding segments, which form the outer surface of the drum with their surfaces and are mounted in such a way that they can carry out slight movements in the circumferential direction to one another in order to change the distances between the segments in the circumferential direction.
  • the segments are held and transported on the outer surfaces of the drums and when transferred from the outer surface of one Transfer the drum to the surface of the following drum.
  • the invention is based on the object of providing a transport device for transporting segments of energy cells and a method for controlling such a transport device, which enable the segments to be transported at a high piece rate while at the same time maintaining high positional accuracy of the segments.
  • a transport device with the features of the preamble of claim 1 is proposed, in which an adjusting device is provided, by means of which at least one angle between the lateral surfaces of the adjacent drums can be adjusted.
  • the accuracy of the positions of the lateral surfaces of the drums relative to one another is finite due to production reasons, so that a slight angle between the lateral surfaces is unavoidable. Due to this angle, the gap widths between the lateral surfaces in the area of the edge sides of the segments to be transported are different.
  • the gap widths on the edge sides of the segments can range from a few hundredths to differ by a few tenths of a millimeter.
  • These different gap widths mean that the segments have to travel a different path in the edge sides when they are transferred from one lateral surface to another lateral surface, so that their orientation is slightly shifted or twisted.
  • the different gap widths in the area of the edge sides also lead to different transport conditions, for example in that different forces act on the segments during the transfer, which means that the position and/or orientation of the segments can also be slightly changed.
  • the adjusting device is preferably designed and set up to adjust the angle between the lateral surfaces in the range of +/-1 degree, preferably +/- 0.5 degrees.
  • the segments are preferably held on the lateral surfaces of the drums using suction air.
  • the position and/or orientation of the segments can be influenced and/or changed particularly effectively by the adjusting device adjusting the angle(s) by changing the gap width between the lateral surfaces in the direction of the longitudinal axes of the drums arranged adjacently.
  • the adjusting device can adjust the lateral surface about a pivot axis running parallel to the feed direction of the fed segments.
  • the adjusting device can preferably adjust the angle or angles of at least one of the lateral surfaces in a plane which is aligned parallel to the plane in which the segments are supplied.
  • the pivot axis of the adjustable lateral surface is aligned orthogonally to the feeding movement of the segments.
  • the adjacently arranged drums are preferably arranged between a cutting device which cuts the segments of a supplied endless web and a stacking device which stacks the segments. This allows the alignment and/or position of the segments to be actively changed after cutting and before stacking, so that the segments can be stacked into a stack with segments that are correspondingly precisely aligned with one another.
  • the adjusting device can adjust the angle between the lateral surfaces, preferably by adjusting an angle between the longitudinal axes of the adjacent drums, whereby the adjusting movement and the adjusting mechanism can be designed very simply.
  • the drum is thus pivoted as a whole as an assembly with its lateral surface.
  • a third drum arranged adjacently is provided, which is arranged in such a way that the adjusting device creates a second angle between one of the adjacent surfaces when the angle between the lateral surfaces is adjusted. th drums and the third adjacent drum are adjusted. In addition to adjusting the angle between the two adjacent drums, the adjusting device can also be used to adjust a second angle between one of the adjacent drums and a third drum. This means that the position and orientation of the segments are changed twice using the adjusting device.
  • the lateral surfaces of the adjacent drums are cylindrical. Due to the cylindrical design of the lateral surfaces with a circular cross-section that is constant in the longitudinal extent, the alignment and position of the lateral surface and thus the gap during the rotational movement of the drum is constant within the scope of the inevitable manufacturing tolerances. Furthermore, the lateral surface is aligned in a constant orientation to the longitudinal axis and the axis of rotation of the drum.
  • a sensor device which is arranged upstream or downstream of the adjustable angle in relation to the transport movement of the segments, and the adjusting device can be controlled as a function of the signal from the sensor device.
  • the sensor device can be used to determine the alignment and/or position of the segments as a single value or mean value measurement and the signal generated from this can be used to control and/or regulate the adjusting device and thus to make a single value or mean value correction of the alignment and/or position of the segments. This means that the control or regulation of the alignment and/or position of the segments can be carried out fully automated or semi-automated.
  • the position and/or orientation of the segments can be determined and then the orientation and/or position of the subsequent segments can be corrected accordingly by adjusting the angle.
  • This allows systematic deviations in the position and/or alignment of the segments to be corrected.
  • the correction can be carried out as close as possible to the source of the error.
  • the correction of the alignment and/or position can be carried out very easily through regulation, since the adjustment of the angle has a direct influence on the signal determined by the sensor device.
  • a subsequent correction of the alignment and/or position of the segments can be carried out if there is a corresponding deviation of the actual orientation and/or position from the target orientation and/or via the sensor device - Position is detected.
  • the correction can be carried out on a segment-related basis by appropriately evaluating the machine data and/or transport speed.
  • the position and/or orientation can therefore be changed and corrected individually for practically every segment if deviations from the target orientation and/or position are detected.
  • drums are mounted on one side.
  • the drum as a whole can be pivoted very easily as an assembly, with the pivot point of the drum and/or the pivoting device for the drum being arranged on the side where the drum is mounted.
  • a sensor device is provided which is arranged upstream or downstream of the adjustment of the angle in relation to the transport movement of the segments, and the adjustment device is controlled as a function of the signal from the sensor device.
  • a transport arrangement for transporting a segment of an energy cell is proposed with the following features: several rotating bodies, each having a lateral surface, in particular in the form of drums, which are designed and set up for a rotational movement about their longitudinal axes and are arranged adjacent to one another to form a gap, and with a segment of an energy cell which has a thickness, a length and a width and can be conveyed passing through the gap, one or more longitudinal axes being adjustable relative to the position of another longitudinal axis, in particular adjustable in their angle to the other longitudinal axis, and /or one or more lateral surfaces is designed to be radially adjustable and/or has a radially variable and/or radially adjustable partial lateral surface.
  • the proposed transport arrangement can also improve the accuracy of the positions of the segments transferred therein according to the same principle as the proposed transport device.
  • one or more adjusting devices can be provided for adjusting the one or more longitudinal axes relative to the position of the other longitudinal axis.
  • the height of the gap along the extent of the gap is greater than the thickness or equal to the thickness of the segment and increases, decreases or remains the same in particular in the direction of the extent of the gap, in particular in a subregion or several subregions of the extent of the gap increases, decreases or remains the same.
  • one or each rotating body is assigned a rotary drive motor, preferably for direct driving of the rotating body.
  • one, several or each rotating body is mounted on one side, preferably in a substantially vertically oriented support frame part, in particular in the form of a support wall, and preferably has a free, in particular freely cantilevered, end.
  • one, several or each rotating body has support sections for the segments that are distributed in the circumferential direction and spaced apart from one another, preferably convexly shaped radially outwards.
  • the support sections for the segments are set up and designed to hold the segments by switching on a holding force, in particular for transport on a rotating body, and by switching off the holding force, in particular for transferring from one rotating body to an adjacent rotating body.
  • the switching on of the holding force and/or the switching off of the holding force is provided so that it can be carried out in the circumferential direction depending on the rotational angular position of one, several or each rotating body.
  • openings of vacuum lines opening into the support sections for the segments are provided and the vacuum lines are preferably accommodated in the one, the several or each rotating body and/or are formed by the one, the several or each rotating body.
  • a first sensor device is assigned to the lateral surface of the upstream rotating body and/or a second sensor device is assigned to the lateral surface of the downstream rotating body and the adjustment of the one or more longitudinal axes relative to the position of a other longitudinal axis is provided controllably depending on the signal from the first sensor device and / or depending on the signal from the second sensor device.
  • FIG. 1 shows a transport device and transport arrangement according to the invention with a drum barrel
  • Fig. 2 two adjacent drums with a gap provided between them
  • Fig. 3 three drums with a sensor device and an adjusting device
  • Fig. 4 three drums with an adjustable angle
  • Fig. 5 three drums with two adjustable angles
  • Fig. 6 shows the second and third drums in a viewing direction of the gap provided between them
  • Fig. 7 shows the transport device and transport arrangement with a first and a second sensor device.
  • a transport device 1 according to the invention and a transport arrangement 100 according to the invention can be seen in FIG.
  • the transport device 1 and transport arrangement 100 comprises a fed endless belt 10, a cutting device 3, a row of rotating bodies in the form of a drum barrel consisting of several rotating bodies in the form of drums 2, 4, 5, 6, 7 and two stacking devices 8 and 9.
  • the cutting device 3 is designed in the form of a cutting drum with a plurality of radially projecting cutting blades, which is driven to rotate.
  • the first drum 2 of the drum barrel is designed as a counter drum with a large number of counter knives, onto which the endless web 10 is fed.
  • the cutting blades of the cutting drum slide during the rotational movement of the cutting drum on the counter-blades of the counter-drum and thereby cut segments 11 from the endless web 10 in a length corresponding to the distances between the counter-knives.
  • a large number of vacuum lines, not shown, are provided in the drums 2, 4, 5, 6, 7, which are arranged with their openings so that they hold the segments 11 on the drums 2, 4, 5, 6, 7 and are connected to a central vacuum supply.
  • the product stream from the adjacent segments 11 is then transferred from the first drum 2 to the second drum 4 and to the third drum 5 according to the principle described above and from there placed in stacks in the first stacking device 8 and removed in stacks.
  • a switch (not shown) is activated and the product flow of the segments 11 is then sent via the fourth drum 6 to the fifth drum 7 and from there second stacking device 9, which in turn stacks the segments 11 in the same way and then removes them.
  • the switch is activated again and the following segments 11 are then stacked in the first stacking device 8 until the process is repeated.
  • the switch can be implemented in the form of a mechanical separating device or by appropriate control of the vacuum in the vacuum lines in the third and fourth drums 5 and 6.
  • the fourth drum 6 also has the additional function of turning the segments 11 once in their orientation and can therefore also be referred to as a reversing drum. By rotating the segments 11 in their orientations, the segments 11 rest on the third drum 5 and the fifth drum 7 in the same orientation and are therefore stacked in the two stacking devices 8 and 9 with an identical orientation of their surfaces.
  • the product stream of segments 11, which is fed to the third drum 5 can already be divided on the third drum 5 by transferring every second segment 11 to the fourth drum 6 and only the segments 11 remaining on the third drum 5 in the first stacking device 8 are stacked.
  • the segments 11 taken over from the fourth drum 6 are then fed to the fifth drum 7 and stacked and removed in the second stacking device 9 parallel to the segments 11 stacked in the first stacking device 8.
  • the stacking rate of the segments 11 in the two stacking devices 8 and 9 can be reduced by a factor of two.
  • Individual separator sheets, electrode sheets or monocells with separator sheets can be considered as segments 11, with one or each separator sheet has a thickness SD of 8 to 25 pm, preferably 10 to 15 pm and/or an electrode sheet has a thickness of 140 pm to 210 pm.
  • the transport device 1 can be used for transporting and stacking anodes and/or cathodes and/or segments 11 or monocells with an anode, a cathode and two separator sheets with an electrode area of 2 x 4 cm for the production of tiny cells, in particular tiny pouch cells become.
  • the transport device 1 can also be used for stacking anodes and/or cathodes and/or segments 11 or monocells with an anode, a cathode and two separator sheets with an electrode area of 15 x 40 cm for the production of larger cells.
  • Exemplary dimensions of the anodes and/or cathodes are in the range from 100 x 50 mm to 200 x 100 mm, in particular from 120 x 60 mm to 180 x 90 mm.
  • segments 11, regardless of their shape can be used to produce electrodes with electrode areas of 800 mm 2 to 80,000 mm 2 , in particular in the range of 1200 mm 2 to 60,000 mm 2 or 1800 mm 2 to 36,000 mm 2 are transported.
  • the width SB of the segments 11 in relation to the transport direction is, for example, 40 to 400 mm, preferably 100 to 200 mm, particularly preferably 120 to 180 mm. Furthermore, the length SL of the segments 11 in the transport direction is, for example, 20 to 150 mm, preferably 50 to 100 mm, particularly preferably 60 to 90 mm.
  • the drums 2, 4, 5, 6, 7 are each designed as cylindrical rotating bodies with an outer diameter that is circular in cross section. Furthermore, the drums 2, 4, 5, 6, 7 are preferably mounted on one side. Gert. The invention was described with rotating bodies in the form of drums 2, 4, 5, 6, 7. However, the rotating bodies can also have any other cross-sectional shape, as long as they are suitable for transporting and in particular transferring the segments 11 in a rotational movement.
  • the second drum 4 and the third drum 5 are shown isolated.
  • the second drum 4 is aligned with its longitudinal axis S1 parallel to the longitudinal axis S2 of the third drum 5.
  • the second drum 4 has a lateral surface 13 formed by a cylindrical outer surface, which is aligned parallel to the longitudinal axis S1 of the second drum 4 due to the cylindrical design of the second drum 4.
  • the third drum 5 has a lateral surface 12 formed in the same way, which is aligned parallel to the longitudinal axis S2 of the third drum 5.
  • the longitudinal axes S1 and S2 are aligned with one another at a very small angle C that is difficult to avoid, which is also expressed in this way.
  • this difference means that the gap D1 between the lateral surfaces 12 and 13 is also not constant in the direction of the longitudinal extent of the longitudinal axes S1 and S2 and an angle E1 is present between the lateral surfaces 12 and 13 is.
  • This very small angle E1 which is difficult to avoid, means that the segments 11 are transferred from the lateral surface 13 of the second drum 4 can easily slip on the lateral surface 12 of the third drum 5 in its position and orientation due to the principle described at the beginning.
  • a first sensor device SE is additionally provided on the transport device 1, which is directed towards the segments 11 resting on the first drum 2 and detects their position and/or orientation.
  • an adjusting device M is provided which, when activated, adjusts the angle E1 shown in FIG. 2 by pivoting the third drum 5 in an angular range of +/- 1.0 degrees, preferably in an angular range of +/- 0.5 degrees .
  • a control device ST is provided, which records the data determined by the first sensor device SE and further processes it into corresponding control signals for activating the adjusting device M.
  • the first sensor device SE is arranged upstream of the adjusting device M in relation to the transport movement of the segments 11 in the drum run, so that deviations in the alignments and/or positions of the segments 11 can subsequently be corrected.
  • a segment-related correction of the alignment and/or position of the segments 11 can be carried out even taking the transport speed into account.
  • the adjusting device M can also be arranged upstream of the first sensor device SE.
  • the positions of the first sensor device SE and the adjusting device M of FIG. 3 would then be swapped.
  • a deviation in the alignment and/or position of the segments 11 from the target alignment and/or target position after detection can be corrected by a corresponding correction in the feed movement upstream to the first sensor device SE.
  • the advantage of this solution is that a very simple control loop can be set up in that the signal from the sensor device SE is also used as a control signal, which can also be used to determine the change in alignment and/or position resulting from activation of the adjusting device M the following segments 11 can be checked.
  • the activation of the adjusting device M can be used to adjust the angle E1 between the third drum 5 and the second drum 4, as can be seen in FIG. 4, or additionally by a second angle E2 between the third drum 5 and the fourth drum 6 can be adjusted, as can be seen in Figure 5.
  • the columns D1 and D2 and/or the angles E1 and E2 can be adjusted with just a single adjustment device M.
  • the second drum 4 and fourth drum 6, which are adjacent to the third drum 5, are arranged in this way to the third drum 5 provided with the adjusting device M are that the connecting lines of the longitudinal axes S1 and S2 and / or S3 and S2 are not aligned perpendicular to the direction of the adjustment movement of the adjustable third drum 5, as is the case in the exemplary embodiment of Figure 5.
  • the gap D2 or angle E2 between the fourth drum 6 and the third drum 5 is formed between the lateral surface 14 of the fourth drum 6 and the lateral surface 12 of the third drum 5.
  • the second drum 4 and the third drum 5 are arranged relative to one another in such a way that the connecting line of the longitudinal axes S1 and S2 is directed in the direction of the adjustment movement of the drum 5. In this way, a maximum change in the gap width of the gap D1 and the angle E1 between the second drum 4 and the third drum 5 can be brought about in relation to the adjusting movement of the adjusting device M.
  • the fourth drum 6 is arranged so that the connecting line of the longitudinal axis S3 of the fourth drum 6 with the longitudinal axis S2 of the third drum 5 is aligned perpendicular to the adjustment direction of the adjusting device M, so that activation of the adjusting device M has no influence on the gap D2 between the fourth drum 6 and the third drum 5 has.
  • the drums 2, 4, 5, 6, 7 are preferably mounted on one side and can be pivoted by means of one or more adjusting devices M, for example about a pivot point arranged on the side of the bearing.
  • adjusting devices M for example about a pivot point arranged on the side of the bearing.
  • the adjusting device M can preferably be arranged on the side of the bearing, so that it pivots the drum 2, 4, 5, 6, 7 with the section protruding from the bearing, while the pivoting movement in the area of the bearing is significantly smaller and preferably within the accepted bearing clearance.
  • the segments 11 are transported to the drums 2, 4, 5, 6, 7 by means of a large number of vacuum lines, which are connected to a central vacuum supply via the end faces of the drums 2, 4, 5, 6, 7.
  • the vacuum in the vacuum lines of the drums 2, 4, 5, 6, 7 is switched off and switched on again at certain points on the circumference, so that the segments 11 move from one drum 2, 4, 5, 6, 7 to the next adjacent one Drum 2, 4, 5, 6, 7 are delivered.
  • a fixed control ring can be provided, which defines through its contour in which sections of the circumference the vacuum lines are subjected to vacuum.
  • the floating storage of the drums 2, 4, 5, 6, 7 with the control of the vacuum to be provided requires a one-sided reference surface, which then also defines the alignment of the longitudinal axes S1, S2 of the drums 2, 4, 5, 6, 7.
  • the adjusting devices M alone adjust the drums 2, 4, 5, 6, 7 in their alignments with their longitudinal axes S1, Adjust S2 by pivoting the drums 2, 4, 5, 6, 7 as assemblies in order to compensate for the positional deviations of the drums 2, 4, 5, 6, 7 caused by the reference surfaces.
  • the adjusting device M can also directly adjust the lateral surfaces 12, 13 of the drums 2, 4, 5, 6, 7 by providing corresponding actuators in the drums 2, 4, 5, 6, 7.
  • the adjusting device M is shown here only in association with the third drum 5 in the figures.
  • the adjusting device M can also be provided on one of the other drums 2, 4, 6 or 7. In extreme cases, it is also conceivable to have a corresponding adjusting device M on each of the drums 2, 4, 5, 6, 7. watch.
  • corresponding first sensor devices SE can also be provided on the other drums 2, 5, 6, 7.
  • FIG. 6 shows the second drum 4 and the third drum 5 with the gap D1 provided between them in perspective of the gap D1 for a better understanding of the angle E1.
  • the distances d1 and d2 of the lateral surfaces 12 and 13 on the left side and the right side of the gap D1 are different, i.e. in the area of the edge sides of the segments 11 to be transferred.
  • These different distances d1 and d2 due to the angle E1 can lead to the segments 11 being slightly displaced in the area of the edge sides according to the principle described above. The segments 11 are thus slightly twisted.
  • drums 4 and 5 are designed to be adjustable relative to one another with their longitudinal axes S1 and S2 and / or that the lateral surfaces 12, 13 are designed to be radially adjustable as a whole or with a partial lateral surface, so that the Distances d1 and d2 can be changed.
  • an adjusting device M can be provided, which radially adjusts the partial lateral surfaces or the lateral surfaces 12, 13 as a whole and / or pivots one or more of the drums 2, 4, 5, 6, 7 in a pivoting movement to adjust their longitudinal axes S1, S2.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the transport device 1 and transport arrangement 100, in which, in addition to the first sensor device SE directed at the first drum 2, a second sensor device SE2 directed at the third drum 5 is provided.
  • the second sensor device SE2 is in With respect to the transport movement of the segments 11 arranged downstream of the first sensor device SE.
  • an adjusting device M is provided on the third drum 5, which, when activated, adjusts the angle E1 and / or the radial distances d1 and d2 between the lateral surfaces 12, 13 in the gap D1 to the second drum 4 according to the principle described above.
  • the second sensor device SE2 is thus directed towards the segments 11 after or downstream of the adjustment of their orientation, so that the signal from the second sensor device SE2 can be used, for example, as a control signal as to whether the orientation of the segments 11 corresponds to a predetermined orientation, taking into account a predetermined tolerance range . If the positional accuracy of the segments 11 is to be further increased, one or more adjustment devices can of course be provided to readjust the alignment of the segments 11 on one of the subsequent drums 6 or 7, which are controlled depending on the signal from the second sensor device SE2. Furthermore, if necessary, further sensor devices can also be provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung (1) zum Transport von Segmenten (11) von Energiezellen mit - einem Trommellauf mit wenigstens zwei zu einer Drehbewegung um ihre Längsachsen (S1, S2) antreibbaren benachbart angeordneten Trommeln (2,4,5,6,7), wobei - die Segmente (11) während ihrer Transportbewegung von einer Mantelfläche (12, 13) einer Trommel (2, 4, 5, 6, 7) unter Überwindung eines Spaltes (D1, D2) auf eine Mantelfläche (12, 13) der benachbarten Trommel (2, 4, 5, 6, 7) übergeben werden, wobei - die Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) mit ihren Mantelflächen (12, 13) im Bereich des Spaltes (D1, D2) in einem Winkel (E1, E2) zueinander angeordnet sind, wobei - eine Verstelleinrichtung (M) vorgesehen ist, mittels derer der Winkel (E1, E2) zwischen den Mantelflächen (12, 13) der benachbarten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) verstellbar ist.

Description

Transporteinrichtung zum Transport von Segmenten von Energiezellen und Verfahren zur Steuerung einer Transporteinrichtung und eine Transportanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung zum Transport von Segmenten von Energiezellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung einer Transporteinrichtung zum Transport von Segmenten von Energiezellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10 und eine Transportanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 12.
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Alternativ können die Segmente auch aus einem ersten Separatorblatt, einem Kathodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Anodenblatt gebildet sein. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige, dreilagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.
Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der WO 2016/041713 A1 und der DE 10 2017 216 213 A1 bekannt.
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobilität erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produktionsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zellformationen ist hier nicht möglich.
Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser oder Werkzeuge zur Teilungsänderung.
Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe, und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller bewegte Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer.
Um die Produktionskosten der Batterieherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind.
Die Segmente werden in einem vorgelagerten Herstellungsschritt dabei in einem ersten Schritt zu den sogenannten Monozellen bestehend aus einem ersten Separatorblatt, einem darauf angeordne- ten Anodenblatt, einem darauf angeordneten zweiten Separatorblatt und einem darauf angeordneten Kathodenblatt aufeinandergelegt. Alternativ können die Separatorblätter zunächst als zwei Endlosbahnen geführt werden, wobei dann auf eine der Endlosbahnen die bereits geschnittenen Segmente in Form der Anodenblätter und auf die andere Endlosbahn bereits geschnittene Segmente in Form der Kathodenblätter aufgelegt und durch einen Laminierungsprozess miteinander verbunden werden. Anschließend werden die so vorgefertigten Verbundbahnen in einem weiteren Laminierungsprozess miteinander zu einer dann vierlagigen Verbundbahn miteinander verbunden. Es ist grundsätzlich auch möglich, die erste geschnittene Elektrode in Form der Kathode oder Anode zwischen die Separatorblätter in Form der Endlosbahnen zu legen und die zweite geschnittene Elektrode in Form der Anode oder Kathode auf oder unter eines der Separatorblätter zu legen. Es erfolgt anschließend das Laminieren der vierlagigen Bahn in einem gemeinsamen Laminierungsprozess, so dass noch während des Bestehens der Endlosbahnen, also vor dem Schneiden, die Monozelle zu einer festen Formation wird. Die Monozellen werden dann durch einen Schnitt durch die Abstände zwischen den aufeinander folgenden Anodenblättern und/oder Kathodenblättern von der Verbundbahn geschnitten. Alternativ können die Endlosbahnen aus dem Separatormaterial mit den darauf angeordneten Anodenblättern und Kathodenblättern auch geschnitten werden, wobei die Monozellen dann durch einen nachgelagerten Verbundprozess von jeweils einem ersten geschnittenen Separatorblatt mit einer Anode mit einem zweiten geschnittenen Separatorblatt mit einer Kathode hergestellt werden.
Die Segmente werden dann zu einem Stapel aus einer Vielzahl von Segmenten aufeinandergestapelt. Sofern es sich bei den Segmenten um Monozellen oder Separatorblätter mit darauf angeordneten Anoden- oder Kathodenblättern handelt, befindet sich an einer freien Seitenfläche des Stapels eine Kathode oder Anode, welche dann durch die Anordnung einer sogenannten Abschlusszelle abgedeckt wird. Die Abschlusszelle umfasst ein erstes Separatorblatt, ein darauf angeordnetes Anoden- oder Kathodenblatt und ein darauf angeordnetes zweites Separatorblatt, auf der jedoch kein Kathoden- oder Anodenblatt angeordnet ist. Damit kann die Abschlusszelle auch als eine Monozelle ohne ein Kathoden- oder Anodenblatt angesehen werden. Der fertige Stapel aus der Vielzahl von Monozellen und der Abschlusszelle zeichnet sich dann dadurch aus, dass er an seiner Oberseite und seiner Unterseite jeweils ein Separatorblatt aufweist und somit die Anodenblätter und Kathodenblätter jeweils zu der Ober- und zu der Unterseite hin durch Separatorblätter abgedeckt sind und untereinander nicht im Kontakt stehen.
Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten der Energiezellen und/oder Energiespeicher ist es dabei wünschenswert, die hergestellten Segmente in einer möglichst hohen Fertigungsrate zu transportieren und mit einer möglichst hohen Positionsgenauigkeit aufzustapeln.
Hierzu ist es aus der WO 2020/203114 A1 bekannt, die geschnittenen Segmente in einem Trommellauf mit mehreren zu einer Drehbewegung angetriebenen Trommeln zu transportieren. Die Trommeln weisen hier eine Mehrzahl von einzelnen Haltesegmenten auf, welche mit ihren Oberflächen die Mantelfläche der Trommel bilden und so gelagert sind, dass sie geringfügige Bewegungen in Umfangsrichtung zueinander ausführen können, um die Abstände der Segmente in Umfangsrichtung zueinander zu verändern. Die Segmente werden an den Mantelflächen der Trommeln gehalten und transportiert und bei der Übergabe von der Mantelfläche einer Trommel auf die Mantelfläche der nachfolgenden Trommel übergeben.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Transporteinrichtung zum Transport von Segmenten von Energiezellen und ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Transporteinrichtung bereitzustellen, welche einen Transport der Segmente in einer hohen Stückrate bei einer gleichzeitig hohen Positionsgenauigkeit der Segmente ermöglichen.
Zur Lösung der Aufgabe werden eine Transporteinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 und eine Transportanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 12 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird eine Transporteinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 vorgeschlagen, bei der eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mittels derer mindestens ein Winkel zwischen den Mantelflächen der benachbarten Trommeln verstellbar ist.
Grundsätzlich ist die Genauigkeit der Lagen der Mantelflächen der Trommeln zueinander fertigungsbedingt endlich, so dass ein geringfügiger Winkel zwischen den Mantelflächen unvermeidbar ist. Durch diesen Winkel sind die Spaltweiten zwischen den Mantelflächen im Bereich der Randseiten der zu transportierenden Segmente unterschiedlich. Je nach den Fertigungstoleranzen der Trommeln und der Abmessungen der Segmente können die Spaltweiten an den Randseiten der Segmente im Bereich von wenigen Hundertstel- bis zu wenigen Zehntelmillimetern voneinander abweichen. Diese unterschiedlichen Spaltweiten führen dazu, dass die Segmente bei der Übergabe von einer Mantelfläche auf eine andere Mantelfläche in den Randseiten einen unterschiedlichen Weg zurücklegen müssen, so dass sie in ihrer Ausrichtung leicht verschoben oder verdreht werden. Ferner führen die unterschiedlichen Spaltweiten im Bereich der Randseiten zusätzlich zu unterschiedlichen Transportbedingungen, indem z.B. unterschiedliche Kräfte auf die Segmente bei der Übergabe wirken, wodurch zusätzlich die Position und/oder Ausrichtung der Segmente geringfügig verändert werden kann.
Dieser eigentlich nachteilige Einfluss des Winkels zwischen den Mantelflächen auf die Position und/oder Ausrichtung der Segmente wird durch die erfindungsgemäße Lösung positiv zur Veränderung der Ausrichtung und/oder Position der Segmente genutzt, indem die Ausrichtung und/oder Position der Segmente durch eine Verstellung des Winkels mittels der Verstelleinrichtung aktiv beeinflusst wird. Die Verstelleinrichtung ist bevorzugt ausgebildet und eingerichtet, den Winkel zwischen den Mantelflächen im Bereich von +/-1Grad, bevorzugt von +/- 0,5 Grad einzustellen. Bevorzugt werden die Segmente mittels Saugluft an den Mantelflächen der Trommeln gehalten.
Dabei kann die Position und/oder Ausrichtung der Segmente besonders effektiv beeinflusst und/oder verändert werden, indem die Verstelleinrichtung den oder die Winkel mit einer Veränderung der Spaltweite zwischen den Mantelflächen in Richtung der Längsachsen der benachbart angeordneten Trommeln verstellt. Hierzu kann die Verstelleinrichtung die Mantelfläche um eine parallel zu der Zuführrichtung der zugeführten Segmente verlaufenden Schwenkachse verstellen. Ferner kann die Verstelleinrichtung den oder die Winkel mindestens einer der Mantelflächen bevorzugt in einer Ebene verstellen, welche parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, in der die Segmente zugeführt werden. Dir Schwenkachse der verstellbaren Mantelfläche ist in diesem Fall orthogonal zu der Zuführbewegung der Segmente ausgerichtet. Durch die vorgeschlagene Schwenkbewegung werden die Segmente an ihren Randseiten in Richtung ihrer Transportbewegung unterschiedlich von der Mantelfläche der Trommel erfasst und dadurch in ihrer Ausrichtung und/oder Position korrigiert.
Dabei sind die benachbart angeordneten Trommeln bevorzugt zwischen einer die Segmente von einer zugeführten Endlosbahn schneidenden Schneideinrichtung und einer die Segmente stapelnden Stapelvorrichtung angeordnet. Damit kann die Ausrichtung und/oder Position der Segmente nach dem Schneiden und vor dem Stapeln aktiv verändert werden, so dass die Segmente zu einem Stapel mit entsprechend genau zueinander ausgerichteten Segmenten aufgestapelt werden können.
Dabei kann die Verstelleinrichtung den Winkel zwischen den Mantelflächen bevorzugt durch eine Verstellung eines Winkels zwischen den Längsachsen der benachbarten Trommeln verstellen, wodurch die Verstellbewegung und der Verstellmechanismus sehr einfach ausgebildet werden kann. Die Trommel wird damit insgesamt als Baugruppe mit ihrer Mantelfläche verschwenkt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine dritte benachbart angeordnete Trommel vorgesehen ist, welche derart angeordnet ist, dass die Verstelleinrichtung bei einer Verstellung des Winkels zwischen den Mantelflächen einen zweiten Winkel zwischen einer der benachbar- ten Trommeln und der dritten benachbarten Trommel verstellt. Damit kann durch die Verstelleinrichtung neben der Verstellung des Winkels zwischen den beiden benachbarten Trommeln zusätzlich ein zweiter Winkel zwischen einer der benachbarten Trommeln und einer dritten Trommel verstellt werden. Damit wird die Position und Ausrichtung der Segmente mittels der Verstelleinrichtung zweimal geändert.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Mantelflächen der benachbarten Trommeln zylindrisch sind. Durch die zylindrische Ausbildung der Mantelflächen mit einem kreisförmigen und in Längserstreckung konstanten Querschnitt ist die Ausrichtung und Position der Mantelfläche und damit der Spalt während der Drehbewegung der Trommel im Rahmen der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen konstant. Ferner ist die Mantelfläche in einer konstanten Ausrichtung zu der Längsachse und der Drehachse der Trommel ausgerichtet.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine in Bezug auf die Transportbewegung der Segmente stromaufwärts oder stromabwärts zu dem verstellbaren Winkel angeordnete Sensoreinrichtung vorgesehen ist, und die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung steuerbar ist. Durch die Sensoreinrichtung kann die Ausrichtung und/oder Position der Segmente als Einzelwert- oder Mittelwertmessung ermittelt und das daraus generierte Signal zu einer Steuerung und/oder Regelung der Verstelleinrichtung und damit zu einer Einzelwert oder Mittelwertkorrektur der Ausrichtung und/oder Position der Segmente genutzt werden. Damit kann die Steuerung oder Regelung der Ausrichtung und/oder Position der Segmente vollautomatisiert oder auch halbautomatisiert vorgenommen werden. Sofern die Sensoreinrichtung in Bezug auf den verstellbaren Winkel stromabwärts zu dem verstellbaren Winkel ange- ordnet ist, kann die Position und/oder Ausrichtung der Segmente ermittelt und dann die Ausrichtung und/der Position der nachfolgenden Segmente durch eine Verstellung des Winkels entsprechend korrigiert werden. Hierdurch können systematische Abweichungen der Position und/oder Ausrichtung der Segmente korrigiert werden. Ferner kann die Korrektur damit möglichst nahe der Fehlerquelle erfolgen. Außerdem kann die Korrektur der Ausrichtung und/oder Position dadurch sehr einfach durch eine Regelung vorgenommen werden, da die Verstellung des Winkels einem unmittelbaren Einfluss auf das von der Sensoreinrichtung ermittelte Signal hat. Sofern die Sensoreinrichtung stromaufwärts zu dem verstellbaren Winkel angeordnet ist, kann hierdurch eine Nachkorrektur der Ausrichtung und/oder Position der Segmente vorgenommen werden, wenn über die Sensoreinrichtung eine entsprechende Abweichung der Ist- Ausrichtung und/oder -Position von der Soll-Ausrichtung und/oder - Position detektiert wird. Dabei kann die Korrektur durch eine entsprechende Auswertung der Maschinendaten und/oder Transportgeschwindigkeit segmentbezogen erfolgen. Die Position und/oder Ausrichtung kann dadurch praktisch bei jedem Segment individuell geändert und korrigiert werden, wenn Abweichungen von der Soll- Ausrichtung und/oder -Position detektiert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Trommeln fliegend einseitig gelagert sind. Hierdurch kann die Trommel insgesamt sehr einfach als Baugruppe verschwenkt werden, wobei der Schwenkpunkt der Trommel und/oder die Schwenkeinrichtung für die Trommel an der Seite der Lagerung der Trommel angeordnet ist.
Weiter wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 8 vorgeschlagen, bei dem der Grundgedanke der Erfindung darin zu sehen ist, dass eine Verstel- leinrichtung vorgesehen ist, mittels derer der Winkel zwischen den Mantelflächen der benachbarten Trommeln verstellt wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine in Bezug auf die Transportbewegung der Segmente stromaufwärts oder stromabwärts zu der Verstellung des Winkels angeordnete Sensoreinrichtung vorgesehen ist, und die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung gesteuert wird.
Zu den sich daraus ergebenden Vorteilen wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Weiter wird eine Transportanordnung zum Transport eines Segments einer Energiezelle mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen: mehreren jeweils eine Mantelfläche aufweisenden Rotationskörpern, insbesondere in Form von Trommeln, die zu einer Drehbewegung um ihre Längsachsen ausgebildet und eingerichtet und einander benachbart unter Ausbildung eines Spaltes angeordnet sind, und mit einem Segment einer Energiezelle, das eine Dicke, eine Länge und eine Breite aufweist und durch den Spalt hindurchtretend förderbar ist, wobei eine oder mehrere Längsachsen relativ zu der Lage einer anderen Längsachse verstellbar, insbesondere in ihrem Winkel zu der anderen Längsachse verstellbar, vorgesehen ist und/oder eine oder mehrere Mantelflächen radial verstellbar ausgebildet ist und/oder eine radial veränderbare und/oder in radialer Richtung verstellbare Teilmantelfläche aufweist.
Auch durch die vorgeschlagene Transportanordnung kann die Genauigkeit der Lagen der darin übergebenen Segmente nach demselben Prinzip wie bei der vorgeschlagenen Transportvorrichtung verbessert werden. Hierzu können zum Verstellen der einen oder der mehreren Längsachsen relativ zur Lage der einen anderen Längsachse eine oder mehrere Verstelleinrichtungen vorgesehen sein.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Höhe des Spaltes entlang der Erstreckung des Spaltes größer als die Dicke oder gleich der Dicke des Segments ist und insbesondere in Richtung der Erstreckung des Spaltes zunimmt, abnimmt oder gleichbleibend ist, insbesondere in einem Teilbereich oder mehreren Teilbereichen der Erstreckung des Spaltes zunimmt, abnimmt oder gleichbleibend ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass einem oder jedem Rotationskörper ein Drehantriebsmotor, vorzugsweise zum Direktantrieb des Rotationskörpers zugeordnet ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass ein, mehrere oder jeder Rotationskörper einseitig gelagert ist, vorzugsweise in einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Traggestellteil, insbesondere in Form einer Tragwand, und vorzugsweise ein freies, insbesondere frei kragendes, Ende aufweist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass ein, mehrere oder jeder Rotationskörper in Umfangsrichtung verteilt und zueinander beabstandet angeordnete, vorzugsweise nach radial außen konvex ausgeformte, Tragabschnitte für die Segmente aufweist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Tragabschnitte für die Segmente eingerichtet und ausgebildet sind, die Segmente mit einem Hinzuschalten einer Haltekraft, insbesondere zum Transport auf einem Rotationskörper, zu halten und mit einem Abschalten der Haltekraft, insbesondere zum Übergeben von einem Rotationskörper auf einen benachbarten Rotationskörper, freizugeben.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Hinzuschalten der Haltekraft und/oder das Abschalten der Haltekraft in Abhängigkeit der Drehwinkellage des einen, der mehreren oder jedes Rotationskörpers in Umfangsrichtung ausführbar vorgesehen ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in die Tragabschnitte für die Segmente mündende Öffnungen von Vakuumleitungen vorgesehen sind und die Vakuumleitungen vorzugsweise in dem einen, den mehreren oder jedem Rotationskörper aufgenommen sind und/oder von dem einen, den mehreren oder jedem Rotationskörper ausgebildet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass bei zwei einander benachbart angeordneten Rotationskörpern der Mantelfläche des stromaufwärts angeordneten Rotationskörpers eine erste Sensoreinrichtung zugeordnet ist und/oder der Mantelfläche des stromabwärts angeordneten Rotationskörpers eine zweite Sensoreinrichtung zugeordnet ist und die Verstellung der einen oder der mehreren Längsachsen relativ zu der Lage einer anderen Längsachse in Abhängigkeit von dem Signal der ersten Sensoreinrichtung und/oder in Abhängigkeit von dem Signal der zweiten Sensoreinrichtung steuerbar vorgesehen ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung und Transportanordnung mit einem Trommellauf, und
Fig. 2 zwei benachbarte Trommeln mit einem dazwischen vorgesehenen Spalt, und
Fig. 3 drei Trommeln mit einer Sensoreinrichtung und einer Verstelleinrichtung, und
Fig. 4 drei Trommeln mit einem verstellbaren Winkel, und
Fig. 5 drei Trommeln mit zwei verstellbaren Winkeln, und
Fig. 6 die zweite und die dritte Trommel in einer Blickrichtung auf den dazwischen vorgesehenen Spalt, und
Fig. 7 die Transportvorrichtung und Transportanordnung mit einer ersten und einer zweiten Sensoreinrichtung.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung 1 und eine erfindungsgemäße Transportanordnung 100 zu erkennen. Die Transporteinrichtung 1 und Transportanordnung 100 umfasst ein zugeführtes Endlosband 10, eine Schneideinrichtung 3, eine Rotationskörper-Reihe in Form eines Trommellauf aus mehreren Rotationskörpern in Form von Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 und zwei Stapelvorrichtungen 8 und 9. Die Schneideinrichtung 3 ist in Form einer Schneidtrommel mit einer Vielzahl von radial vorstehende Schneidmessern ausgebildet, welche zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Die erste Trommel 2 des Trommellaufes ist als Gegentrommel mit einer Vielzahl von Gegenmessern ausgebildet, auf welche die Endlosbahn 10 zugeführt wird. Die Schneidmesser der Schneidtrommel gleiten während der Drehbewegung der Schneidtrommel an den Gegenmessern der Gegentrommel ab und schneiden dabei Segmente 11 in einer den Abständen der Gegenmesser entsprechenden Länge von der Endlosbahn 10. In den Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 sind eine Vielzahl von nicht dargestellten Vakuumleitungen vorgesehen, welche mit ihren Öffnungen so angeordnet sind, dass sie die Segmente 11 an den Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 halten und mit einer zentralen Vakuumversorgung verbunden sind. Die Übergabe und Übernahme der Segmente von einer Trommel 2, 4, 5, 6, 7 zu der nachfolgenden Trommel
2, 4, 5, 6, 7 erfolgt dadurch, indem das Vakuum in der übergebenden Trommel 2, 4, 5, 6, 7 an einer vorbestimmten Übergabestelle des Umfanges in den Vakuumleitungen abgeschaltet und das Vakuum in den Vakuumleitungen der übernehmenden Trommel 2, 4, 5, 6, 7 in einer vorbestimmten Übernahmestelle des Umfanges angeschaltet wird. Die Übergabestelle des Umfanges der übergebenden Trommel
2, 4, 5, 6, 7 und die Übernahmestelle der übernehmenden Trommel
2, 4, 5, 6, 7 liegen idealerweise unmittelbar unter Bildung eines nachfolgen noch näher erläuterten Spaltes D1 , D2 einander gegenüber. Der Produktstrom aus den aneinander anliegenden Segmenten 11 wird dann von der ersten Trommel 2 auf die zweite Trommel 4 und auf die dritte Trommel 5 nach dem oben beschriebenen Prinzip übergeben und von dort in der ersten Stapelvorrichtung 8 zu Stapeln aufeinandergelegt und in Stapeln abgeführt. Sobald der von der ersten Stapelvorrichtung 8 aufgebaute Stapel eine vorbestimmte Höhe und/oder Anzahl der Segmente 11 erreicht hat, wird eine nicht dargestellte Weiche angesteuert und der Produktstrom der Segmente 11 daraufhin über die vierte Trommel 6 weiter zu der fünften Trommel 7 und von dort der zweiten Stapelvorrichtung 9 zugeführt, welche ihrerseits die Segmente 11 in gleicher weise zu Stapeln aufeinanderlegt und anschließend abführt. Nach dem Erreichen der vorbestimmten Stapelhöhe der Stapel in der zweiten Stapelvorrichtung 9 wird die Weiche wieder angesteuert und die nachfolgende Segmente 11 werden dann in der ersten Stapelvorrichtung 8 gestapelt bis sich der Vorgang wiederholt. Hierbei können zur Ansteuerung der Weiche die in der Maschinensteuerung vorliegenden Daten oder die von einer zusätzlichen auf die Segmente gerichteten Sensoreinrichtung genutzt werden. Die Weiche kann in Form einer mechanischen Trennvorrichtung oder auch durch eine entsprechende Steuerung des Vakuums in den Vakuumleitungen in der dritten und vierten Trommel 5 und 6 verwirklicht sein. Die vierte Trommel 6 hat daneben zusätzlich noch die Funktion die Segmente 11 in ihrer Ausrichtung einmal umzudrehen und kann damit auch als Umkehrtrommel bezeichnet werden. Durch das Drehen der Segmente 11 in ihren Ausrichtungen liegen die Segmente 11 an der dritten Trommel 5 und der fünften Trommel 7 in derselben Ausrichtung an und werden damit einer identischen Ausrichtung ihrer Oberflächen in den beiden Stapelvorrichtungen 8 und 9 aufgestapelt.
Alternativ kann der Produktstrom der Segmente 11 , welcher der dritten Trommel 5 zugeführt wird, auf der dritten Trommel 5 bereits aufgeteilt werden, indem jedes zweite Segment 11 an die vierte Trommel 6 übergeben wird und nur die auf der dritten Trommel 5 verbleibenden Segmente 11 in der ersten Stapelvorrichtung 8 aufgestapelt werden. Die von der vierten Trommel 6 übernommenen Segmente 11 werden dann der fünften Trommel 7 zugeführt und parallel zu den in der ersten Stapelvorrichtung 8 gestapelten Segmente 11 in der zweiten Stapelvorrichtung 9 gestapelt und abgeführt. Hierdurch kann die Stapelrate der Segmente 11 in den beiden Stapelvorrichtungen 8 und 9 um den Faktor zwei reduziert werden.
Als Segmente 11 kommen einzelne Separatorblätter, Elektrodenblätter oder Monozellen mit Separatorblättern in Betracht, wobei ein oder jedes Separatorblatt eine Dicke SD von 8 bis 25 pm, bevorzugt von 10 bis 15 pm und/oder ein Elektrodenblatt eine Dicke von 140 pm bis 210 pm aufweist. Mit solch dünnen Separatorblättern und Elektrodenblättern können sehr hohe spezifische Energien und Energiedichten bei einem gleichzeitig sehr kompakten Aufbau verwirklicht werden. Ferner kann die Transporteinrichtung 1 zum Transport und zur Stapelung von Anoden und/oder Kathoden und/oder Segmenten 11 oder Monozellen mit einer Anode, einer Kathode und zwei Separatorblättern mit einer Elektrodenfläche von 2 X 4 cm zur Herstellung von Kleinstzellen, insbesondere Kleinstpouch- zellen verwendet werden. Die Transporteinrichtung 1 kann auch zur Stapelung von Anoden und/oder Kathoden und/oder Segmenten 11 oder Monozellen mit einer Anode, einer Kathode und zwei Separatorblättern mit einer Elektrodenfläche von 15 X 40 cm zur Herstellung von großflächigeren Zellen verwendet werden. Beispielhafte Abmessungen der Anoden und/oder Kathoden liegen im Bereich von 100 x 50 mm, bis 200 x 100 mm, insbesondere von 120 x 60 mm bis 180 x 90 mm. Ferner können mit der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung 1 oder Transportanordnung 100 auch Segmente 11 unabhängig von ihrer Form zur Herstellung von Elektroden mit Elektrodenflächen von 800 mm2 bis 80000 mm2, insbesondere im Bereich von 1200 mm2 bis 60000 mm2 oder 1800 mm2 bis 36000 mm2 transportiert werden. Dabei beträgt die Breite SB der Segmente 11 in Bezug zu der Transportrichtung z.B. 40 bis 400 mm, bevorzugt 100 bis 200 mm, besonders bevorzugt 120 bis 180 mm. Ferner beträgt die Länge SL der Segmente 11 in Transportrichtung z.B. 20 bis 150 mm, bevorzugt 50 bis 100 mm, besonders bevorzugt 60 bis 90 mm.
Die Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 sind jeweils als zylindrische Drehkörper mit einem im Querschnitt kreisförmigen Außendurchmesser ausgebildet. Ferner sind die Trommel 2, 4, 5, 6, 7 bevorzugt einseitig fliegend gela- gert. Die Erfindung wurde mit Rotationskörpern in Form von Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 beschrieben. Die Rotationskörper können aber auch eine beliebig andere Querschnittsform aufweisen, soweit sie geeignet sind, die Segmente 11 in einer Rotationsbewegung zu transportieren und insbesondere zu übergeben.
In der Figur 2 sind die zweite Trommel 4 und die dritte Trommel 5 isoliert dargestellt. Die zweite Trommel 4 ist mit ihrer Längsachse S1 parallel zu der Längsachse S2 der dritten Trommel 5 ausgerichtet. Die zweite Trommel 4 weist eine durch eine zylindrische Außenfläche gebildete Mantelfläche 13 auf, welche aufgrund der zylindrischen Ausbildung der zweiten Trommel 4 parallel zu der Längsachse S1 der zweiten Trommel 4 ausgerichtet ist. Die dritte Trommel 5 weist eine in gleicher Weise gebildete Mantelfläche 12 auf, welche parallel zu der Längsachse S2 der dritten Trommel 5 ausgerichtet ist. Bedingt durch nicht zu vermeidende Abweichungen aufgrund einer nur endlichen Genauigkeit der beiden Trommeln 4 und 5 in Ihrer Formgebung, Lagerung und Anordnung zueinander, sind die Längsachsen S1 und S2 in einem sehr kleinen nur schwer zu vermeidenden Winkel C zueinander ausgerichtet, was auch dadurch zum Ausdruck kommt, dass die Abstände A und B der Längsachsen S1 und S2 an der Vorderseite der Trommeln 4 und 5 und der Hinterseite der Trommeln 4 und 5 um eine Differenz von wenigen Hundertstel- oder Zehntelmillimetern voneinander abweichen. Dieser Unterschied führt neben der ebenfalls endliche Formgenauigkeit der Mantelflächen 12 und 13 selbst dazu, dass der Spalt D1 zwischen den Mantelflächen 12 und 13 in Richtung der Längserstreckung der Längsachsen S1 und S2 ebenfalls nicht konstant ist und ein Winkel E1 zwischen den Mantelflächen 12 und 13 vorhanden ist. Dieser nur schwierig zu vermeidende sehr kleine Winkel E1 führt dazu, dass die Segmente 11 bei der Übergabe von der Mantelfläche 13 der zweiten Trommel 4 auf die Mantelfläche 12 der dritten Trommel 5 in ihrer Position und Ausrichtung aufgrund des eingangs beschriebenen Prinzips leicht verrutschen können.
In der Figur 3 ist ein Ausschnitt der Transporteinrichtung 1 und Transportanordnung 100 aus der Figur 1 mit der ersten Trommel 2 der zweiten Trommel 4 und der dritten Trommel 5 zu erkennen. An der Transporteinrichtung 1 ist zusätzlich eine erste Sensoreinrichtung SE vorgesehen, welche auf die an der ersten Trommel 2 anliegenden Segmente 11 gerichtet ist und deren Position und/oder Ausrichtung detektiert. Außerdem ist eine Verstelleinrichtung M vorgesehen, welche bei einer Aktivierung den in der Figur 2 gezeigten Winkel E1 durch ein Verschwenken der dritten Trommel 5 in einem Winkelbereich von +/- 1 ,0 Grad bevorzugt in einem Winkelbereich von +/- 0,5 Grad verstellt. Ferner ist eine Steuereinrichtung ST vorgesehen, welche die von der ersten Sensoreinrichtung SE ermittelten Daten aufnimmt und zu entsprechenden Ansteuersignalen zur Aktivierung der Verstelleinrichtung M weiterverarbeitet.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die erste Sensoreinrichtung SE in Bezug auf die Transportbewegung der Segmente 11 in dem Trommellauf stromaufwärts zu der Verstelleinrichtung M angeordnet, so dass Abweichungen der Ausrichtungen und/oder Positionen der Segmente 11 nachfolgend korrigiert werden können. Im Idealfall kann dadurch sogar unter Berücksichtigung der Transportgeschwindigkeit eine segmentbezogene Korrektur der Ausrichtung und/oder Position der Segmente 11 vorgenommen werden. Es ist aber auch denkbar, die Ausrichtung und/oder Positionen der Segmente 11 aus mehreren aufeinander folgenden Segmente 11 zu mit- teln und dann eine entsprechend gemittelte Korrektur der Ausrich- tung und/oder Position der Segmente 11 durch eine entsprechende Ansteuerung der Verstelleinrichtung M vorzunehmen.
In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbespiel der Erfindung kann die Verstelleinrichtung M auch stromaufwärts zu der ersten Sensoreinrichtung SE angeordnet sein. Die erste Sensoreinrichtung SE und die Verstelleinrichtung M der Fig. 3 wären dann in ihren Positionen vertauscht. In diesem Fall kann eine Abweichung der Ausrichtung und/oder der Position der Segmente 11 von der Sollausrichtung und/oder Sollposition nach der Detektierung durch eine entsprechende Korrektur in der Zuführbewegung stromaufwärts zu der ersten Sensoreinrichtung SE korrigiert werden. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass hierdurch ein sehr einfacher Regelkreis aufgebaut werden kann, indem das Signal der Sensoreinrichtung SE zusätzlich als Kontrollsignal genutzt wird, anhand dessen auch die sich durch eine Aktivierung der Verstelleinrichtung M ergebende Veränderung der Ausrichtung und/oder Position der nachfolgenden Segmente 11 überprüft werden kann.
Je nach der Anordnung der vierten Trommel 6 kann die Aktivierung der Verstelleinrichtung M dazu genutzt werden, um den Winkel E1 zwischen der dritten Trommel 5 und der zweiten Trommel 4 zu verstellen, wie in der Figur 4 zu erkennen ist, oder zusätzlich um einen zweiten Winkel E2 zwischen der dritten Trommel 5 und der vierten Trommel 6 zu verstellen, wie in der Figur 5 zu erkennen ist. Hierdurch können die Spalte D1 und D2 und/oder die Winkel E1 und E2 mit nur einer einzigen Verstelleinrichtung M verstellt werden. Zur Verstellung der Spalte D1 und D2 und der Winkel E1 und E2 ist es dabei erforderlich, dass die jeweils zu der dritten Trommel 5 benachbarte zweite Trommel 4 und vierte Trommel 6 so zu der mit der Verstelleinrichtung M versehenen dritten Trommel 5 angeordnet sind, dass die Verbindungslinien der Längsachsen S1 und S2 und/oder S3 und S2 nicht senkrecht zu der Richtung der Verstellbewegung der verstellbaren dritten Trommel 5 ausgerichtet sind, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 der Fall ist. Der Spalt D2 bzw. Winkel E2 zwischen der vierten Trommel 6 und der dritten Trommel 5 ist dabei zwischen der Mantelfläche 14 der vierten Trommel 6 und der Mantelfläche 12 der dritten Trommel 5 gebildet.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 sind die zweite Trommel 4 und die dritte Trommel 5 so zueinander angeordnet, dass die Verbindungslinie der Längsachsen S1 und S2 in Richtung der Verstellbewegung der Trommel 5 gerichtet ist. Hierdurch kann eine in Bezug zu der Verstellbewegung der Verstelleinrichtung M maximale Änderung der Spaltweite des Spaltes D1 und des Winkels E1 zwischen der zweiten Trommel 4 und der dritten Trommel 5 bewirkt werden. Die vierte Trommel 6 ist so angeordnet, dass die Verbindungslinie der Längsachse S3 der vierten Trommel 6 mit der Längsachse S2 der dritten Trommel 5 senkrecht zu der Verstellrichtung der Verstelleinrichtung M ausgerichtet ist, so dass eine Aktivierung der Verstelleinrichtung M keinen Einfluss auf den Spalt D2 zwischen der vierten Trommel 6 und der dritten Trommel 5 hat.
Die Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 sind bevorzugt einseitig fliegend gelagert und können mittels einer oder mehrerer Verstelleinrichtungen M z.B. um einen an der Seite der Lagerung angeordneten Schwenkpunkt verschwenkt werden. Hierzu reicht ein Verstellbereich der Winkel von +/- 1 ,0 Grad bevorzugt von +/- 0,5 Grad aus. Dabei kann die Verstelleinrichtung M bevorzugt auf der Seite der Lagerung angeordnet sein, so dass sie die Trommel 2, 4, 5, 6, 7 mit dem aus der Lagerung herausragenden Abschnitt verschwenkt, während die Schwenkbewegung im Bereich der Lagerung deutlich geringerer und bevorzugt innerhalb des akzeptierten Lagerspiels ist. Ferner erfolgt der Transport der Segmente 11 an den Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 mittels einer Vielzahl von Vakuumleitungen, welcher über die Stirnseiten der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 mit einer zentralen Vakuumversorgung verbunden sind. Dabei wird das Vakuum in den Vakuumleitungen der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 an bestimmten Stellen des Umfanges abgeschaltet und wieder zugeschaltet, so dass die Segmente 11 von einer T rommel 2, 4, 5, 6, 7 zu der nächsten benachbarten Trommel 2, 4, 5, 6, 7 abgegeben werden. Hierzu kann ein feststehender Steuerring vorgesehen sein, welcher durch seine Kontur definiert, in welchen Abschnitten des Umfanges die Vakuumleitungen mit Vakuum beaufschlagt werden. Die fliegende Lagerung der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 mit der vorzusehenden Steuerung des Vakuums setzt eine einseitige Referenzfläche voraus, welche dann auch die Ausrichtung der Längsachsen S1 ,S2 der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 definiert. Sofern die Ungenauigkeiten der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 selbst in ihrer Formgebung unberücksichtigt bleiben können, reicht es aus, wenn die Verstelleinrichtungen M allein die Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 in Ihren Ausrichtungen mit ihren Längsachsen S1 , S2 verstellen, indem die Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 als Baugruppen verschwenkt werden, um die durch die Referenzflächen bedingten Lageabweichungen der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 zu kompensieren. Alternativ kann die Verstelleinrichtung M auch unmittelbar die Mantelflächen 12,13 der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 verstellen, indem in den Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 entsprechende Aktuatoren vorgesehen sind.
Die Verstelleinrichtung M ist hier nur in einer Zuordnung zu der dritten Trommel 5 in den Figuren dargestellt. Die Verstelleinrichtung M kann aber genauso an einer der anderen Trommeln 2,4,6 oder 7 vorgesehen sein. Im Extremfall ist es auch denkbar, an jeder der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 eine entsprechende Verstelleinrichtung M vor- zusehen. Ferner können statt der dargestellten Sensoreinrichtung SE an der zweiten Trommel 4 auch an den anderen Trommeln 2, 5, 6, 7 entsprechende erste Sensoreinrichtungen SE vorgesehen sein.
In der Figur 6 sind die zweite Trommel 4 und die dritte Trommel 5 mit dem dazwischen vorgesehen Spalt D1 zum besseren Verständnis des Winkels E1 in Perspektive auf den Spalt D1 dargestellt. Aufgrund des Winkels E1 sind die Abstände d1 und d2 der Mantelflächen 12 und 13 an der linken Seite und der rechten Seite des Spaltes D1 also im Bereich der Randseiten der zu übergebenden Segmente 11 unterschiedlich. Diese unterschiedlichen Abstände d1 und d2 aufgrund des Winkels E1 können dazu führen, dass die Segmente 11 im Bereich der Randseiten nach dem oben beschriebenen Prinzip leicht verschoben werden. Die Segmente 11 werden damit leicht verdreht. Um diesen Einfluss zu kompensieren, ist nun vorgesehen, dass eine oder beiden Trommeln 4 und 5 mit ihren Längsachsen S1 und S2 zueinander verstellbar ausgebildet sind und/oder dass die Mantelflächen 12, 13 insgesamt oder mit einer Teilmantelfläche radial verstellbar ausgebildet sind, so dass die Abstände d1 und d2 verändert werden können. Hierzu kann eine Verstelleinrichtung M vorgesehen sein, welche die Teilmantelflächen oder die Mantelflächen 12,13 insgesamt radial verstellt und/oder eine oder mehrere der Trommeln 2, 4, 5, 6, 7 in einer Schwenkbewegung zur Verstellung ihrer Längsachsen S1 ,S2 verschwenkt.
In der Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Transportvorrichtung 1 und Transportanordnung 100 zu erkennen, bei der zusätzlich zu der auf die erste Trommel 2 gerichteten ersten Sensoreinrichtung SE eine auf die dritte Trommel 5 gerichtete zweite Sensoreinrichtung SE2 vorgesehen ist. Die zweite Sensoreinrichtung SE2 ist in Bezug auf die Transportbewegung der Segmente 11 stromabwärts zu der ersten Sensoreinrichtung SE angeordnet. Ferner ist an der dritten Trommel 5 eine Verstelleinrichtung M vorgesehen, welche bei einer Aktivierung den Winkel E1 und/oder die radialen Abständen d1 und d2 zwischen den Mantelflächen 12, 13 in dem Spalt D1 zu der zweiten Trommel 4 nach dem oben beschriebenen Prinzip verstellt. Damit ist die zweite Sensoreinrichtung SE2 auf die Segmente 11 nach oder stromabwärts zu der Verstellung ihrer Ausrichtung gerichtet, so dass das Signal der zweiten Sensoreinrichtung SE2 z.B. als Kontrollsignal genutzt werden kann, ob die Ausrichtung der Segmente 11 einer vorbestimmten Ausrichtung unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Toleranzbereichs entspricht. Sofern die Lagegenauigkeit der Segmente 11 weiter erhöht werden soll, können zu einer Nachregelung der Ausrichtung der Segmente 11 an einer der nachfolgenden Trommeln 6 oder 7 selbstverständlich eine oder weitere Verstelleinrichtungen vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit von dem Signal der zweiten Sensoreinrichtung SE2 gesteuert werden. Ferner können bedarfsweise auch eine weitere Sensoreinrichtungen vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
1 Transporteinrichtung
2 Erste Trommel
3 Schneideinrichtung
4 Zweite Trommel
5 Dritte Trommel
6 Vierte Trommel
7 Fünfte Trommel
8 Erste Stapelvorrichtung
9 Zweite Stapelvorrichtung
10 Endlosbahn
11 Segment
12 Mantelfläche
13 Mantelfläche
14 Mantelfläche
A erster Abstand
B zweiter Abstand
D1 , D2 Spalt d1 , d2 Abstände
C, E1 , E2 Winkel
SE erste Sensoreinrichtung
SE2 zweite Sensoreinrichtung
ST Steuereinrichtung
M Verstelleinrichtung
S1 Längsachse
S2 Längsachse
100 T ransportanordnung

Claims

Ansprüche:
1. Transporteinrichtung (1) zum Transport von Segmenten (11) von Energiezellen mit
-einem Trommellauf mit wenigstens zwei zu einer Drehbewegung um ihre Längsachsen (S1 ,S2) antreibbaren benachbart angeordneten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7), wobei
-die Segmente (11) während ihrer Transportbewegung von einer Mantelfläche (12,13) einer Trommel (2, 4, 5, 6, 7) unter Überwindung eines Spaltes (D1 ,D2) auf eine Mantelfläche (12,13) der benachbarten Trommel (2, 4, 5, 6, 7) übergeben werden, wobei
-die Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) mit ihren Mantelflächen (12,13) im Bereich des Spaltes (D1 ,D2) in mindestens einem Winkel (E1 ,E2) zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine Verstelleinrichtung (M) vorgesehen ist, mittels derer mindestens ein Winkel (E1 ,E2) der Mantelflächen (12,13) der benachbarten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) verstellbar ist.
2. Transporteinrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
-die Verstelleinrichtung (M) den oder die Winkel (E1 ,E2) mit einer Veränderung der Spaltweite (D1 ,D2) zwischen den Mantelflächen (12, 13) in Richtung der Längsachsen (S1 ,S2) der benachbart angeordneten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) verstellt.
3. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Verstelleinrichtung (M) den oder die Winkel (E1 ,E2) mindestens einer der Mantelflächen (12,13) in einer Ebene ver- stellt, welche parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, in der die Segmente (11) zugeführt werden. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
-die benachbart angeordneten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) zwischen einer die Segmente (11) von einer zugeführten Endlosbahn (10) schneidenden Schneideinrichtung (3) und einer die Segmente (11) stapelnden Stapelvorrichtung (8,9) angeordnet sind. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Verstelleinrichtung (M) den Winkel (E1 , E2) zwischen den Mantelflächen (12, 13) durch eine Verstellung eines Winkels (C) zwischen den Längsachsen (S1 ,S2) der benachbarten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) verstellt. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine dritte benachbart angeordnete Trommel (2, 4, 5, 6, 7) vorgesehen ist, welche derart angeordnet ist, dass die Verstelleinrichtung (M) bei einer Verstellung des Winkels (E1 ,E2) zwischen den Mantelflächen (12,13) einen zweiten Winkel (E2) zwischen einer der benachbarten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) und der dritten benachbarten Trommel (2, 4, 5, 6, 7) verstellt. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Mantelflächen (12, 13) der benachbarten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) zylindrisch sind. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine in Bezug auf die Transportbewegung der Segmente (11) stromaufwärts oder stromabwärts zu dem verstellbaren Winkel (E1 ,E2) angeordnete erste Sensoreinrichtung (SE) vorgesehen ist, und
-die Verstelleinrichtung (M) in Abhängigkeit von dem Signal der Sensoreinrichtung (SE) steuerbar ist. Transporteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) fliegend gelagert sind. Verfahren zur Steuerung einer Transporteinrichtung (1) zum Transport von Segmenten von Energiezellen mit
-einem Trommellauf mit wenigstens zwei zu einer Drehbewegung um ihre Längsachsen (S1 ,S2) antreibbaren benachbart angeordneten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7), wobei
-die Segmente (11) während ihrer Transportbewegung von einer Mantelfläche (12,13) einer Trommel (2, 4, 5, 6, 7) unter Überwindung eines Spaltes (D1 ,D2) auf eine Mantelfläche (12,13) der benachbarten Trommel (2, 4, 5, 6, 7) übergeben werden, wobei
-die Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) mit ihren Mantelflächen (11 ,12) im Bereich des Spaltes (D1 ,D2) in einem Winkel (E) zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine Verstelleinrichtung (M) vorgesehen ist, mittels derer der Winkel (E1 ,E2) zwischen den Mantelflächen (12, 13) der be- nachbarten Trommeln (2, 4, 5, 6, 7) verstellt wird. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass -eine in Bezug auf die Transportbewegung der Segmente (11) stromaufwärts oder stromabwärts angeordnete erste Sensoreinrichtung (SE) vorgesehen ist, und
-die Verstelleinrichtung (M) in Abhängigkeit von dem Signal der ersten Sensoreinrichtung (SE) gesteuert wird. Transportanordnung (100) zum Transport eines Segments (11) einer Energiezelle mit
-mehreren jeweils eine Mantelfläche (12,13) aufweisenden Rotationskörpern, insbesondere in Form von Trommeln (2, 4, 5, 6, 7), die zu einer Drehbewegung um ihre Längsachsen (S1 , S2) ausgebildet und eingerichtet und einander benachbart unter Ausbildung eines Spaltes (D1, D2) angeordnet sind, und
-mit einem Segment (11) einer Energiezelle, das eine Dicke (SD), eine Länge (SL) und eine Breite (SB) aufweist und durch den Spalt (D1 , D2) hindurchtretend förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine oder mehrere Längsachsen (S1, S2) relativ zu der Lage einer anderen Längsachse (S1 , S2) verstellbar, insbesondere in ihrem Winkel zu der anderen Längsachse (S1 , S2) verstellbar, vorgesehen ist und/oder
-eine oder mehrere Mantelflächen (12,13) radial verstellbar ausgebildet ist und/oder eine radial veränderbare und/oder in radialer Richtung verstellbare Teilmantelfläche aufweist. Transportanordnung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
-zum Verstellen der einen oder der mehreren Längsachsen (S1 , S2) relativ zur Lage der einen anderen Längsachse (S1 , S2) eine oder mehrere Verstelleinrichtungen (M) vorgesehen ist. Transportanordnung (100) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Höhe des Spaltes (D1 , D2) entlang der Erstreckung des Spaltes (D1 , D2) größer als die Dicke (SD) oder gleich der Dicke (SD) des Segments (11) ist und insbesondere in Richtung der Erstreckung des Spaltes (D1 , D2) zunimmt, abnimmt oder gleichbleibend ist, insbesondere in einem Teilbereich oder mehreren Teilbereichen der Erstreckung des Spaltes (D1 , D2) zunimmt, abnimmt oder gleichbleibend ist. Transportanordnung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
-einem oder jedem Rotationskörper ein Drehantriebsmotor, vorzugsweise zum Direktantrieb des Rotationskörpers zugeordnet ist. Transportanordnung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
-ein, mehrere oder jeder Rotationskörper einseitig gelagert ist, vorzugsweise in einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Traggestellteil, insbesondere in Form einer Tragwand, und vorzugsweise ein freies, insbesondere frei kragendes, Ende aufweist. Transportanordnung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
-ein, mehrere oder jeder Rotationskörper in Umfangsrichtung verteilt und zueinander beabstandet angeordnete, vorzugsweise nach radial außen konvex ausgeformte, Tragabschnitte für die Segmente (11) aufweist. Transportanordnung (100) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Tragabschnitte für die Segmente (11) eingerichtet und ausgebildet sind, die Segmente (11) mit einem Hinzuschalten einer Haltekraft, insbesondere zum Transport auf einem Rotationskörper, zu halten und mit einem Abschalten der Haltekraft, insbesondere zum Übergeben von einem Rotationskörper auf einen benachbarten Rotationskörper, freizugeben. Transportanordnung (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Hinzuschalten der Haltekraft und/oder das Abschalten der Haltekraft in Abhängigkeit der Drehwinkellage des einen, der mehreren oder jedes Rotationskörpers in Umfangsrichtung ausführbar vorgesehen ist. Transportanordnung (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass
-in die Tragabschnitte für die Segmente (11) mündende Öffnungen von Vakuumleitungen vorgesehen sind und die Vakuumleitungen vorzugsweise in dem einen, den mehreren oder jedem Rotationskörper aufgenommen sind und/oder von dem einen, den mehreren oder jedem Rotationskörper ausgebildet werden. Transportanordnung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
-bei zwei einander benachbart angeordneten Rotationskörpern der Mantelfläche (12,13) des stromaufwärts angeordneten Rotationskörpers eine erste Sensoreinrichtung (SE) zugeordnet ist und/oder der Mantelfläche des stromabwärts angeordneten Rotationskörpers eine zweite Sensoreinrichtung (SE2) zugeordnet ist und die Verstellung der einen oder der mehreren Längsachsen (S1, S2) relativ zu der Lage ei- ner anderen Längsachse (S1, S2) in Abhängigkeit von dem Signal der ersten Sensoreinrichtung (SE) und/oder in Abhängigkeit von dem Signal der zweiten Sensoreinrichtung (SE2) steuerbar vorgesehen ist.
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