WO2023237331A1 - Device and method for producing a wound energy cell with a winding backing layer - Google Patents

Device and method for producing a wound energy cell with a winding backing layer Download PDF

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WO2023237331A1
WO2023237331A1 PCT/EP2023/063817 EP2023063817W WO2023237331A1 WO 2023237331 A1 WO2023237331 A1 WO 2023237331A1 EP 2023063817 W EP2023063817 W EP 2023063817W WO 2023237331 A1 WO2023237331 A1 WO 2023237331A1
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WO
WIPO (PCT)
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winding
material webs
material web
channel
webs
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/063817
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German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Folger
Michael Kleine Wächter
Jan Kreysern
Daniel Diedrich
Marcus Wagner
Karsten Meinke
Nils Hofmann
Torsten Mörke
Original Assignee
Körber Technologies Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Körber Technologies Gmbh filed Critical Körber Technologies Gmbh
Publication of WO2023237331A1 publication Critical patent/WO2023237331A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes

Definitions

  • the invention relates to a device for producing wound energy cells from at least two material webs arranged one above the other, comprising at least one feed device for feeding the material webs, a transport device for at least partially transporting the material webs in the transport direction along a transport section through the device, the transport device comprising at least one transport element , and a winding device for winding the material webs into a wound material web roll in a winding station comprising the winding device.
  • the invention relates to a method for producing wound energy cells from at least two material webs arranged one above the other, comprising the steps of feeding the material webs by means of at least one feed device, at least partially transporting the material webs in the transport direction along a transport section by means of a transport device comprising a transport element, and winding the material webs to a wound roll of material webs by means of a winding device comprising a winding station.
  • 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 regularly have a winding of material webs, which serve as starting materials for such energy cells.
  • winding energy cells for example round cells
  • the winding material is typically selected from four anode, cathode and separator tracks of different lengths, which are present, for example, as a film or generally as a material web.
  • the material webs are usually fed separately to a winding core along different paths.
  • the material webs for example, four separate feeds are required, each to provide a material web in order to then wind it together around a winding core.
  • the material webs are regularly pre-cut to the desired width and/or length in an upstream manufacturing process.
  • the material webs with the anodes and cathodes are cut, for example, from an endless web and then wound up with an endless web of separator material in the final winding process.
  • the material webs must regularly have a specific width and length so that an accurately wound energy cell with the intended dimensions can be formed.
  • the supply of material webs to the winding core cannot take place continuously in the known devices and methods, since the material webs are fed to a quasi-stationary, central winding core.
  • This winding core can usually only be rotated about its longitudinal axis or is rotated about its longitudinal axis in order to wind up the material webs to form an energy cell or wound material webs.
  • the winding core must be removed again from the energy cell or the wound material webs (material web winding) before the winding process of the energy cell or the material web winding in the winding station is completed.
  • damage or loss of quality to the material webs or the energy cell or the material web roll can occur, which can lead to safety risks or damage to the installed energy storage device.
  • the material webs must be fed one after the other to the central, quasi-stationary winding core, with the fastest possible production speeds being provided.
  • the material webs usually consist of very thin, flat webs, which tend to lose quality, particularly in the event of compression and torsional stress, which is why there are natural limitations in transport speeds and transport guides.
  • the material webs regularly slip during the winding process, especially when the winding core is removed, which leads to rejects and loss of quality in the wound energy cells.
  • the winding device comprises a drivable rotating body and a winding counter, the rotating body and the winding counter forming and forming a winding channel arranged in the winding station for forming the material web roll. judge.
  • the device according to the invention ensures that the at least two material webs lying one above the other at least in some areas can be converted into a wound material web roll by means of the winding device, in that the material webs between the winding counter and the rotating body can be wound into a material web roll in the winding channel formed by the rotating body and the winding support.
  • the winding channel essentially corresponds to the dimensions of the material web winding during the winding process at the corresponding winding time and preferably increases in size in the transport direction.
  • the winding counter and thus the winding channel is designed and set up at least in sections opposite the circumference of the rotating body, with the winding channel widening in the transport direction. In this way, it is possible for the at least two material webs in the winding channel to be uniformly and successively wound into a material web roll by means of the rotating body by contacting the winding counter.
  • the rotating body is preferably designed and set up as a drum, roller, roller, cylinder, shaft, coil or the like, in particular essentially rotationally symmetrical.
  • the rotating body is designed and set up at least in some areas with means for applying pressure in order to form a vacuum on the circumference of the rotating body, in particular at least in some areas, in order to hold at least one of the material webs on the rotating body at least in sections and at times, in particular before the entry of the Material webs into the winding channel.
  • the winding counter can have a full-surface or a partially closed flat contact surface, which is designed and set up to contact at least one of the material webs and/or the material web roll.
  • the material of the rotating body and the winding counter is not relevant to the invention, although the materials are preferably selected to be sufficiently hard and durable in order to provide the intended winding of the material webs into material web windings. Metals are particularly suitable for this purpose, especially stainless steel.
  • the material web roll produced can then be further processed into a wound energy cell. By forming the material web roll in the winding station, the material webs are in wound in the winding channel, which ensures continuous production of material web windings and energy cells.
  • the material webs can be wound together in the winding channel by bringing the rotating body into operative connection with the winding counter.
  • the material webs to be wound can be arranged within the winding channel and can be pulled and moved together during feeding and fed together to the winding process “as one material web”. Because only a single winding channel is required, the number of feeds, transport devices and/or winding devices required during the winding process is reduced, which results in faster and more flexible production of energy cells.
  • the material webs to be wound can also be transported more flexibly and wound uniformly in the winding channel with specified parameters (diameter, number of wraps, winding speed, etc.), which means that an increased number and range of windings and geometries of the energy cells can be generated and the risk of slipping or breakage is reduced of the material webs is reduced.
  • the next winding process of the material webs can be started without delay in the winding channel of the winding station to form a new material web roll, which ensures continuous production of wound energy cells.
  • At least one winding element functioning as a winding core can preferably be provided, which can be brought into operative connection with at least one surface of one of the material webs to be wound before or during the winding process.
  • the at least two material webs can then be wound around the winding element in the winding channel in the winding channel by means of the rotating body in conjunction with the winding counter to form a material web roll.
  • a winding start or a winding element can be produced from at least one of the material webs, around which the at least two material webs can be wound in the winding channel by means of the rotating body in conjunction with the winding counter support to form a material web roll.
  • the winding counter which is preferably in operative connection with the rotating body, provides the function that the material webs or the material webs to be wound into a material web roll during the winding process are arranged at least in some areas between the winding counter and the rotating body. body can be wound into a material web roll.
  • the material webs or the material webs to be wound into a material web roll during the winding process are more preferably in operative connection/engagement with the winding counter and/or the rotating body in such a way that they are wound up around the longitudinal axis in the transport direction to form a material web roll.
  • the winding channel is preferably designed and set up to be changeable in its profile and/or to the contour (diameter, shape, number of wraps, etc.) of the material web roll to be wound, which is formed and set up by changing the winding counter and/or the rotating body. Further preferably, a change can be generated by means of a cam control of the rotating body and/or by means of an electric drive in order to control and/or regulate the contact of the material webs (or the material webs to be wound into a material web roll during the winding process) on the winding counter support to control and/or regulate the orbit of the rotating body during the winding process.
  • the winding channel can preferably be adapted to the desired contour of the material web winding in the course of the winding.
  • Such winding process systems can preferably include further means and/or elements in order to support and/or design and set up an introduction of additives and/or auxiliary materials and/or a subsequent winding.
  • the material webs are preferably endless webs and more preferably comprise at least one material web of a separator material, which is also referred to, among other things, as a separator web, separator material web or separator film. More preferably, at least one further material web is formed from an anode web or cathode web, which are also referred to as anode or cathode, anode material web or cathode material web, anode film or cathode film, etc. Preferably, the at least two material webs comprise two separator material webs.
  • the start of the winding can be produced within the winding channel from at least one separator material web, in that the material webs provided comprise at least a first section of material webs, which consist of at least a separator material web, which can be formed into a winding start by processing.
  • the separator material webs can preferably be brought into operative connection with at least one means in front of or within the winding channel, whereby the at least one separator material web can be generated to a winding start, around which the at least two material webs in the winding channel can be wound to form a material web roll.
  • the material webs comprise, in particular, two separator material webs and at least one further material web, for example an anode and/or a cathode material web.
  • the anode or cathode material web is preferably arranged between two separator material webs in order to provide the corresponding starting materials for an energy cell.
  • further materials or processing steps can preferably be added to the material web roll in order to form the energy cell.
  • lying one above the other means that the material webs are arranged one above the other at least in sections.
  • lying one above the other can therefore mean that the material webs are arranged at a distance or essentially one above the other with no gap, with a substantially congruent arrangement of the material webs being further preferably provided. If the material webs are arranged at a distance, they can preferably be transported at least partially by means of independent means of transport; if they are arranged without a distance, the material webs can preferably be transported using a single means of transport.
  • one of the material webs is arranged only for a certain section on another material web; it is preferably conceivable that an anode or cathode material web can each be arranged completely on a separator material web and/or is covered by a separator material web.
  • the inventive concept also includes devices whose width is adjusted in such a way that a plurality or plurality of material webs can be produced parallel to material web rolls at the same time.
  • Such devices according to the invention are preferably designed to be variable, particularly in terms of (machine) width. forms and set up so that several material webs can be transported next to each other or in parallel by means of the transport device. With a single device, a plurality or plurality of at least two material webs can be wound into corresponding material web rolls using the winding device.
  • a plurality of material webs are processed in parallel on a device by adjusting the width of the device components accordingly in order to provide a parallel winding in the direction of the longitudinal axis of the energy cell through a corresponding arrangement and transport in the winding channel.
  • the intended facilities, stations and the respective means must be adapted accordingly in order to provide scalability across the board.
  • a preferred embodiment is characterized in that the material webs on the rotating body can be transported at least partially along the winding channel, the material web roll being able to be formed by placing the material webs in contact with the winding counter.
  • the material webs can be transported at least in sections along the winding channel in the transport direction by the rotating body. In this way, on the one hand, the material webs are transported and, on the other hand, the material webs can be wound along the winding channel in order to produce the material web winding and thus the energy cell.
  • the material webs are preferably in contact with the rotating bodies and/or the winding counter supports during the winding process, whereby a winding of the material webs to form the material web winding is formed and set up when the rotating body rotates, which results in the material webs to be wound being advanced in the winding channel.
  • the rotating body preferably takes on a dual function in that it is designed and set up as a transport element in order to transport the material webs at least in sections along the transport section and in addition the material web roll is formed by means of the rotating body in combination with the winding counter. In this way, less material usage and fewer control and regulation processes are required, which ensures efficient and reliable production of energy cells.
  • a small number of moving and moving parts or material webs are required, which can be wound along a designated section to form the material web roll, without a material web-specific supply or control, in particular with regard to the superimposed arrangement and the source of supply, of the material webs.
  • An advantageous development is characterized in that the winding channel is expanded, expandable and/or changeable along the transport section in such a way that the material web roll can be formed with a predetermined winding during transport through the winding channel. Due to the changeability of the winding channel, the winding process can be influenced directly by changing the dynamics during winding through the design of the winding channel, in particular through its height dimensions.
  • the winding space during winding is chosen to be sufficiently large or can be selected to be sufficiently large that the diameter of the material web roll can be successively increased during the winding process by winding the material webs.
  • a change in location of the winding process can be generated within the winding channel during the winding process, whereby the winding of the material web roll to be produced is designed and set up to be variable along the winding station, for example a change in position of the material webs within the winding device in the transport direction given is.
  • the intensity of the winding can be controlled in particular by the height of the winding channel in order to form and set up a looser or a more tensioned/tighter winding on the one hand.
  • the winding channel can be changed in such a way that the prevailing space for the winding can be successively increased so that a sufficiently large area is available for at least one of the material webs during the winding process.
  • the winding channel can be reduced again in a preferred development, in particular by changing the position of the winding counter in relation to the rotating body, whereby the dimensions of the winding channel can be increased or reduced.
  • the winding counter has a stationary winding contour, with the winding channel being designed and set up depending on the winding contour and the rotating body.
  • the winding contour of the winding counter preferably corresponds at least in sections to the contour of the rotating body, with the winding contour being expandable in the course of the transport section in such a way that an expansion of the diameter of the material web winding can be formed and set up.
  • the distance between the winding counter and the rotating body can be changed, for example, by means of a cam control when the rotating body rotates, whereby the winding channel is in its position Height profile can be increased or reduced.
  • the stationary winding support can be selected depending on the rolls of material webs to be wound, in particular by selecting the winding contour to form the rolls of material webs.
  • the winding contour and the winding channel can be selected in particular depending on the thickness or length of the material web roll to be wound or the intended diameter or the intensity of the winding of the material web roll.
  • the number of winding revolutions in the winding channel is preferably known in advance from the length of the material web, which allows targeted stopping and/or transfer to another unit with a defined seam position of the last outer wrap of the material web winding.
  • the winding mat has a structured surface at least in some areas, the structured surface forming and establishing a change in state of at least one of the material webs when it engages with at least one of the material webs.
  • the change in state can be, for example, a (local) densification of the material webs and/or the generation of a local accumulation of material webs.
  • the structured surface is designed and set up when engaging with at least one of the material webs to produce a start of the winding, wherein the material webs can be wound around the start of the winding to form a wound roll of material webs.
  • the structured surface is therefore designed and set up to begin the winding process.
  • the structured surface is an area or an element of the winding channel.
  • the structured surface can be designed and set up, for example, as an elevation or as a depression, in particular as a groove or recess.
  • such a winding start can also be referred to as a winding element around which the material webs can be wound to form a material web roll.
  • the winding counter and/or the rotary body has a coated surface at least in some areas, the coated surface being provided in particular to form different sliding properties of at least one of the material webs on the winding counter and/or on the rotary body.
  • the coated surface can in particular be designed and set up to improve the sliding of at least one of the material webs and/or the material web roll, that is to say to reduce the frictional force, or to reduce the sliding of at least one of the material webs and/or the material web roll, that is to say the to increase friction force.
  • An expedient embodiment of the invention is characterized in that at least one engagement element can be arranged or arranged in the winding channel, wherein the at least one engagement element on the winding counter can be brought into operative connection with at least one of the material webs or is designed and set up to protrude into the winding channel.
  • the engagement element is designed and set up to be able to be brought with at least one of the material webs or to protrude into the winding channel, in particular to produce a winding start.
  • the engagement element represents, for example, a sectional elevation in the winding channel in order to start the winding process when at least one of the material webs engages with this engagement element.
  • the engagement element is a provided element of the winding channel, which can be brought into contact with at least one of the material webs.
  • the original transport of the material web(s) along the transport section is disrupted, as a result of which, for example, a start of winding can be generated.
  • the effect is exploited that at least one of the material webs is compressed by the engagement element, as a result of which a local accumulation of material webs occurs, which acts as the start of the winding.
  • the material webs can be wound around this beginning of the winding along the widening winding channel to form the material web winding.
  • the at least one engagement element is designed and set up to protrude into the winding channel through an opening provided on the winding support and/or an opening on the rotating body.
  • the engagement element can only be fed to the winding channel in an engagement position if necessary, for example to produce a start of the winding from at least one of the material webs.
  • the engagement element preferably remains in the rest position or can be returned to the rest position outside the winding channel in order to prevent damage or undesirable engagement with one of the material webs.
  • the engagement element is arranged in the rest position, the material webs can be transported across the opening and wound along the winding channel to form a material web roll.
  • a further expedient embodiment of the invention is characterized in that at least one winding element introduction device is arranged upstream of the winding device, which is designed and set up to have a winding element extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell in operative connection with at least one surface of the material webs before or with the winding of the material webs to bring the winding element to material webs to be wound.
  • the winding element can be brought into operative connection with at least one surface of the material webs to be wound around the winding element before or during the winding of the material webs, whereby the material webs do not have to be fed together to the winding process during winding, but rather the connection of the winding element with at least one surface of the material webs and the subsequent winding can take place locally separately from one another.
  • the process of winding the material webs is not tied to the provision of the winding element.
  • the rotating body can preferably provide a dual function when introducing the winding element and during winding, in that the winding element can be brought into operative connection with at least one of the material webs by means of the rotating body in order to then form and set up the winding in connection with the winding counter within the winding channel. If the winding element introduction device is separated from the winding device, the material webs provided with the winding element can preferably be wound within the winding channel by means of the rotary body provided for this purpose and the winding counter support.
  • winding elements are alternatively referred to as winding core, auxiliary core or auxiliary element.
  • the material of the winding element is not relevant to the invention and in principle all materials can be provided that enable the production/winding of an energy cell taking into account the specified set material strips enable.
  • plastics particularly preferably PE or PP
  • any other material is conceivable, such as aluminum or copper, it just has to be compatible with a cell chemistry of the energy cell that may be preferred.
  • the winding element can have positive aspects for a preferably provided liquid cell chemistry (e.g. electrolyte), in that the winding element is designed and set up, for example, as a storage medium for this purpose.
  • the winding element is preferably designed and designed to be porous. Furthermore, the winding element can provide a support function for the material webs to be wound, whereby better mechanical properties of the energy cell can be provided. In addition, it may be useful for the winding element to no longer be separated from the material web roll after winding, thereby minimizing the risk of damage or loss of quality to the energy cell.
  • the winding element is preferably applied to the topmost material web of the material webs to be wound. Alternatively, the winding element can be applied, for example, to two of the material webs.
  • the operative connection of the winding element with at least one surface is further preferably carried out by at least temporarily fixing the winding element on or with at least one of the material webs.
  • the material webs brought into operative connection with the winding element can preferably be pulled and moved and fed together to the winding process “as one material web”.
  • the winding element introduction device is designed as a winding element drum and is set up to transfer the winding element to the material webs before or at the start of the winding process.
  • more than one winding element can be provided around which the material webs can be wound to form the material web roll.
  • the operative connection of the winding element to at least one surface of the material webs is preferably irreversible, so that the winding element is firmly connected to one another with at least one material web.
  • Fixing the winding element can be advantageous, for example, for transporting the material webs within the device, a machine or a system complex.
  • Such winding process systems can preferably include further means and/or elements in order to introduce the winding element. merits and/or a subsequent winding to support and/or train and set up.
  • the device further comprises at least one cutting device which is designed and set up to cut at least one of the material webs and/or the material web roll transversely or longitudinally to the transport direction, preferably before and/or after the winding device arranged.
  • the at least one cutting device makes it possible to cut at least one or each of the material webs and/or the material web roll.
  • the cutting devices are preferably provided for cutting endless webs to length; alternatively or additionally, the cutting devices can be provided to cut the material web roll formed in a predetermined length, width and/or shape.
  • the cutting device provides a wider range of applications for the device, for example by allowing wider material webs to be cut into narrower material webs with the desired dimensions.
  • material webs can be cut according to a specified cut. More preferably, a different cutting pattern can alternatively or additionally be carried out by means of the cutting device, for example special recesses, conductor tracks or specific further cut images.
  • the cutting devices can be designed and set up, for example, by a cutting means and a counter drum.
  • the cutting means cuts the material webs guided on the counter drum with the predetermined cutting sequence or length, which is defined by the cutting process and/or the corresponding cutting means.
  • the counter drum is the rotating body.
  • the cutting device can preferably comprise a punching, laser, knife or thermal cutting device and can be designed and set up to carry out the cutting process.
  • the at least one cutting device can cut a winding element to be arranged on the at least one surface before and/or after the arrangement on the material web according to a predetermined length, width and/or shape.
  • An expedient embodiment of the invention is characterized in that the rotating body and/or the winding support is/are designed to be able to withstand temperatures and/or pressure at least in some areas and is/are set up to apply a temperature and/or pressure to the material webs or material in the winding station at least in some areas to enter the material web wrap.
  • predetermined mechanical properties can be generated in the material webs and/or in the material web wrap.
  • laminating, compressing or hardening the material webs and/or the material web roll is possible, for example in order to connect them to one another at least in some areas or to influence the mechanical properties of the end product.
  • the winding counter or the rotating body is designed and set up to be heatable and/or coolable at least in some areas.
  • the rotating body can be designed and set up to be movable, for example with an adjustable pressure against the material webs and/or against the material web winding, in order to generate a predetermined pressure within the winding channel by resting against the winding counter.
  • a device for introducing auxiliary and/or additives can be provided, for example in order to form and set up a reversible or irreversible connection of the material webs and/or the material web roll.
  • At least one delivery device designed and set up to deliver the material web rolls is arranged downstream of the winding device.
  • the delivery device takes over the rolls of material webs from the winding device or the transport device in order to enable continuous production of energy cells.
  • the dispensing device is further preferably designed and set up in such a way that it receives a roll of material web generated by the winding device or that a dispensed roll of material web can be received by the dispensing device.
  • the delivery device is preferably arranged after the winding station or the transport device, in particular after the rotating body.
  • an adhesive agent can further preferably be applied to and/or onto the roll of material web in order to secure the roll of material web in a substantially dimensionally stable manner, at least temporarily.
  • the adhesive can be, for example, an adhesive strip.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the rotating body comprises at least one trough for receiving a winding element and/or a material web roll.
  • the winding element introduction device in particular the winding element drum, alternatively or additionally comprises at least one trough for receiving a winding element.
  • the trough can generally be viewed as a contour and generally includes a corresponding recess for arranging at least one winding element, a material web roll and/or at least one material web.
  • the rotating body or the winding element drum has a number or plurality of troughs in order to accommodate a corresponding number of winding elements and to transfer them to the material webs.
  • further means and/or properties can preferably be provided, for example an application of negative pressure, in order to hold the winding element and/or the material web roll, at least if necessary.
  • the material web roll can be formed in the at least one trough along the winding channel by at least temporarily placing the material webs against the winding counter.
  • the trough can provide a contour or the initiator for the start of the winding of the material web winding.
  • Such a trough can prevent the material web roll from slipping during the winding process, thereby preventing damage or clogging of the winding channel.
  • a plurality or plurality of troughs are provided along the circumference of the rotating body in order to provide continuous production of energy cells by means of the device.
  • the shape and/or depth of the trough can be selected depending on the starting materials or the desired dimension of the material web roll.
  • a winding element or a roll of material web may be transferable from a trough into a further receiving trough during the winding process.
  • a safe and gentle transport of the winding element or the material web roll can thus be provided.
  • the transport device can further preferably comprise at least one further rotating body having at least one trough.
  • the object is also achieved by the method according to the invention in that the material web roll is formed by a drivable rotating body comprising the winding device and a winding counter in a winding channel arranged in the winding station.
  • the method according to the invention ensures that the at least two material webs are reliably and uniformly wound into a material web roll.
  • the material web rolls are accordingly wound in the winding channel by placing the at least two material webs against the winding counter and the rotating body, while preferably a winding process of a further material web roll is subsequently or already carried out. meanwhile it begins.
  • the material web rolls are wound accordingly in the winding channel by the winding counter and the rotating body, which is preferably designed and set up to be rotatably driven.
  • the material webs are preferably fed continuously from an endless web, whereby the production of the material web rolls can also be produced continuously.
  • the material webs provided one above the other are fed centrally in the winding channel, so that no separate handling of the material webs to be wound around a fixed winding core is required.
  • the winding channel can preferably be designed dynamically in the course of the transport direction in order to successively form and set up the winding process along the transport section.
  • the winding is carried out by the material web roll to be produced being driven in the winding channel during the winding process by resting against the winding counter by means of the rotating body.
  • the material webs are wound in the winding channel, which ensures continuous production of material web rolls and energy cells.
  • the material webs can be wound up in the winding process together with all the material webs to be wound.
  • the material webs to be wound are arranged within the winding channel and can preferably be pulled and moved during feeding and fed together to the winding process “as one material web”.
  • the winding station with the winding channel reduces the number of feeds and/or transport devices required during the winding process, which enables faster and more flexible production of energy cells.
  • the material webs to be wound can also be transported more flexibly and wound using the winding support, which means that an increased number of windings and geometries of the energy cells can be produced and the risk of the material webs slipping or breaking is reduced.
  • a winding element can preferably be provided around which the at least two material webs are wound in the winding channel to form a material web roll.
  • a winding start or a winding element can be produced from at least one of the material webs, around which the at least two material webs are wound in the winding channel to form a material web roll.
  • An expedient embodiment of the invention is characterized in that the material webs are transported on the rotating body at least in some areas along the winding channel, the material web roll being formed by placing the material webs in contact with the winding counter.
  • a further development is characterized in that the winding channel is expanded and/or changed along the transport section in such a way that the material web roll is formed with a predetermined winding during transport through the winding channel.
  • the material web roll is formed by a stationary winding contour of the winding counter and the rotating body along the winding channel
  • An expedient embodiment of the invention is characterized in that the material webs form and establish a change of state at least in some regions by engaging at least one of the material webs with an at least partially structured surface of the winding counter.
  • the change in state is, for example, a start of winding to produce a material web winding or at least partial material compression.
  • the materials rial webs are wound around a wrap start to form a wound material web roll, the wrap start being generated by engagement of at least one of the material webs with an at least partially structured surface of the winding counter.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that a start of the winding is generated by means of at least one engagement element which is arranged or can be arranged in the winding channel, wherein the at least one engagement element on the winding counter is brought into operative connection with at least one of the material webs or into engagement in the winding channel with at least one of the material webs protruding into it.
  • the winding element with the material webs or a start of the winding is set in rotation upon engagement with the engagement element in order to initiate the winding process.
  • the engagement element is designed in such a way that it is at least partially brought into operative connection with the winding element or the start of the winding or protrudes into the winding channel for engagement with the winding element or the start of the winding.
  • a preferred development of the invention is characterized in that the at least one engagement element protrudes into the winding channel through an opening provided on the winding counter and/or through an opening on the rotating body to produce the start of the winding.
  • a further expedient embodiment of the invention is characterized in that before or with the winding of the material webs, a winding element extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell is brought into operative connection with at least one surface of the material webs to be wound by means of at least one winding element insertion device upstream of the winding device.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that at least one of the material webs and/or the material web rolls is/are cut transversely and/or longitudinally to the transport direction by means of a cutting device, preferably arranged before and/or after the winding device.
  • the material webs or the material web roll are/are in the winding station by means of the rotating body. pers and/or the winding support is at least partially tempered and/or subjected to pressure.
  • a further development is characterized in that the material web roll is delivered from the winding device by means of at least one delivery device arranged downstream of the winding device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention in cross section
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention in cross section and
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention in cross section.
  • the devices 10 shown in the drawings are designed and set up as independent and separate devices 10 by way of example.
  • the invention relates in the same way to a comparable device 10, which is integrated in a more complex system with several assemblies or upstream and/or downstream further device or machine components.
  • Such devices 10 can be designed and set up to be variable, in particular in terms of (machine) width, so that several material webs 11, 12, 13, 14 can be processed in parallel using the device 10.
  • a plurality or number of material webs 11, 12, 13, 14 can be processed in parallel on a device 10. be worked by adjusting the width of the device components accordingly.
  • the intended facilities and the respective means must be adapted accordingly in order to provide broad scalability.
  • the intended material webs 11, 12, 13, 14 are preferably produced in a manufacturing machine, which can include a device 10 according to the invention and/or which a device 10 according to the invention is arranged downstream.
  • a manufacturing machine which can include a device 10 according to the invention and/or which a device 10 according to the invention is arranged downstream.
  • Such a manufacturing machine - not shown in the figures - preferably comprises different steps in order to produce the corresponding material webs 11, 12, 13, 14 with the intended properties for producing a wound energy cell 17.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are generally provided as endless webs and can already be pre-cut in the intended lengths and/or widths.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 can also preferably be connectable to one another at least in some areas to form a material web composite.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are preferably selected from two separator material webs 11, 13 and one anode material web 12 and one cathode material web 14.
  • FIG. 1 to 3 each show schematically a different embodiment of a device 10 according to the invention.
  • the device 10 is used to produce wound energy cells 17 from at least two material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 can be fed to the device 10 at least partially one above the other by means of at least one feed device 15, with only one feed device 15 being shown in the illustrated embodiments.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 can also be transported one above the other at a (slight) distance.
  • the at least two material webs 11, 12, 13, 14 can be present as a material web composite that is connected at least in some areas.
  • the at least two material webs 11, 12, 13, 14 can be connected at least in some areas to form a material web composite before winding.
  • the material web composite is preferably produced before or during winding.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other are each shown as an example as a single material web 11, 12, 13, 14, the material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other having at least one surface 18.
  • the surface 18 of the material webs 11, 12, 13, 14 is not on the surface side limited, but can also be arranged on the underside of the material webs 11, 12, 13, 14. Surface 18 basically means all of the free surfaces of the material webs 11, 12, 13, 14.
  • the device 10 comprises a transport device 19 for at least partially transporting the material webs 11, 12, 13, 14 in the transport direction T along a transport section through the device 10, the transport device 19 comprising at least one transport element 20.
  • the device 10 further comprises a winding device 21 for winding the material webs 11, 12, 13, 14 into a wound material web roll 22 in a winding station 23 comprising the winding device 21.
  • windings in the material web windings 22 and in the energy cells 17 are shown schematically in the figures as concentric circles arranged one above the other.
  • a corresponding winding of material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other would, when used as intended, appear spiral-shaped in cross-section or without closed circular segments.
  • the device 10 is characterized according to the invention in that the winding device 21 comprises a drivable rotating body 24 and a winding counter 25, the rotating body 23 and the winding counter 24 forming and setting up a winding channel 26 arranged in the winding station 23 to form the material web roll 22.
  • 1 to 3 show an example of the course of the winding in the winding channel 26 of the winding station 23.
  • the material web roll 22 is shown within the winding channel 26 in different states of winding, with the winding gradually increasing in diameter in the course of the transport direction T or in the circumferential direction 27 of the rotating body 24 due to the winding of the material webs around the already formed material web roll 22.
  • the rotating body 24 is preferably rotatably driven and rotates about its axis in the circumferential direction 27, which preferably represents the transport direction T of the material webs 11, 12, 13, 14.
  • the rotating bodies 24 are shown as examples of rotationally symmetrical bodies, in particular rollers, drums, rods, cylinders, etc.
  • the rotating body 24 it is not necessary for the rotating body 24 to have such a design. It is only necessary that the Rotary body 24 in conjunction with the winding counter 25 winds the material webs 11, 12, 13, 14 in the winding channel 26 to form a material web roll 22.
  • the rotation body 24 is designed and set up to be changeable in its arrangement relative to the winding support 25 and/or the winding support 25 in its arrangement relative to the rotation body 24 in such a way that the winding channel 26 can be enlarged and/or reduced in the course of winding the material webs 11, 12, 13, 14.
  • the distance between the rotating body 24 and the winding counter 25 can preferably be adjusted to one another by changing the position of at least one of the device components. Due to the changeability of the winding channel 26, a direct influence can be had on the material webs 11, 12, 13, 14 to be wound or the material web roll 22.
  • FIG. 1 to 3 show the embodiments of the device 10 in cross section and, as an example, a material web 11, 12, 13, 14 is shown on the feed device 15 and on the transport device 19.
  • a plurality or number of material webs 11, 12, 13, 14 can be transported simultaneously, that is, for example next to one another, within the device 10 and by means of the at least one winding device 21 to form a material web winding 22 and to an energy cell 17 be producible.
  • the corresponding device components are preferably adapted in width so that a substantially parallel production of several energy cells 17 can be carried out.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 can be transported on the rotating body 24 at least in some areas along the winding channel 26, the material web roll 22 being able to be formed by placing the material webs 11, 12, 13, 14 with the winding counter 25.
  • the winding counter 25 forms a contact surface which is designed and set up for at least partial contact with the material webs 11, 12, 13, 14 or the material web roll 22.
  • the winding channel 26 is preferably expanded, expandable and/or changeable along the transport section in such a way that the material web roll 22 can be formed with a predetermined winding during transport through the winding channel 26.
  • the expansion takes place in the exemplary embodiments in that the winding channel 26 is designed such that the distance between the rotating body 24 and the winding counter 25 increases.
  • An alternative increased spacing can also be formed, for example, by means of a corresponding curve control of the rotating body 24.
  • the winding counter 25 has a stationary winding contour 28, with the winding channel 26 being designed and set up depending on the winding contour 28 and the rotating body 24.
  • the winding contour 28 is formed by the design of the winding support 25, which produces the winding contour 28 through the interaction with the rotating body 24.
  • the winding contour 28 is crucial for the production of the material web winding 22, since the number of windings of the material webs 11, 12, 13, 14 and the corresponding force input by the rotating body 24 can be adjusted by means of the winding contour in particular 28.
  • the winding counter 25 preferably has a structured surface 29 at least in some areas, the structured surface 29 being designed and set up to produce a winding start 30 when it engages with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14, the material webs 11, 12, 13 , 14 can be wound around the beginning of the wrap 30 to form a wound roll of material web 22.
  • the structured surface 29 can be designed and set up, for example, as a (local) elevation.
  • the structured surface 29 can be a depression, in particular a groove or a recess.
  • the original transport of the material web(s) 11, 12, 13, 14 along the transport section is irritated, as a result of which a winding start 30 can be generated.
  • the effect is exploited that at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 is compressed by the structured surface 29, as a result of which a local accumulation of material webs occurs, which acts as the beginning of the winding 30.
  • the beginning of the winding 30 represents a winding element around which the material webs 11, 12, 13, 14 are wound within the winding channel 26 by means of the rotating body 24 and the winding counter 25 to form the material web winding 22.
  • the beginning of the wrap 30 is formed from at least one separator material web 11, 13, particularly preferably from two separator material webs 11, 13.
  • the at least one engagement element 30 is designed and set up to protrude into the winding channel 26 through an opening provided on the winding support 25 and/or through an opening provided on the rotation body 24.
  • the winding contour 28 can be changed locally within the winding channel 25 by the engagement element 31, as a result of which the transport of the material webs 11, 12, 13, 14, which is conventionally provided by means of the rotating body 24, is disrupted.
  • the engagement element 31 changes the “undisturbed” transport of the material webs 11, 12, 13, 14, whereby they are jammed and can be formed into a local collection of material webs, which creates the beginning of the wrap 30 around which the material webs 11, 12, 13, 14 continue of the winding channel 26 can be wound into the material web roll 22.
  • the engagement element 31 is preferably at least partially rotatable about an axis 33, alternatively generally movable, designed and set up to protrude into the winding channel 26 if necessary, that is, when a winding start 30 is desired.
  • At least one winding element insertion device 34 is arranged upstream of the winding device 21, which is designed and set up to have a winding element 35 extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell 17 in operative connection before or with the winding of the material webs 11, 12, 13, 14 with at least one surface 18 of the material webs 11, 12, 13, 14 to be wound.
  • a winding element insertion device 34 is shown in FIG. 2.
  • the winding element insertion device 34 is designed and set up in FIG. 2 as a rotatable body, for example as a drum, roller, roller, cylinder, shaft, coil or the like, in particular essentially rotationally symmetrical.
  • the winding element introduction device 34 is designed as a winding element drum and is set up to transfer the winding element 35 to the material webs 11, 12, 13, 14 before or at the start of the winding process.
  • the winding element 35 is positioned transversely or longitudinally to the transport direction T of the material webs 11, 12, 13, 14 on the surface 18 of at least one of the materials by means of the winding element introduction device 34.
  • rial tracks 11, 12, 13, 14 can be arranged, preferably fixed. The fixed arrangement can be formed, for example, by means of an adhesive, which can be applied to the winding element 35 and/or the surface 18 of one of the material webs 11, 12, 13, 14 by an adhesive application device (not shown in the figures).
  • the fixation of the winding element 35 on at least one surface 18 can particularly preferably be done using glue.
  • the winding element 35 is further preferably durable by applying negative pressure to the winding element insertion device 34.
  • the winding element insertion device 34 can comprise at least one trough for receiving the winding element 35.
  • the transport element 20 or the rotating body 24 can be designed and set up as a winding element insertion device 34 in that the winding elements 35 are placed on the surface 18 of at least one of the material webs 11, 12, 13 by means of the circumference of the rotating body 24 , 14 can be arranged.
  • the rotating body 24 preferably comprises at least one trough for receiving a winding element 35 and/or a material web roll 22.
  • the material web roll 22 is further preferably in the at least one trough along the winding channel 26 by at least temporarily abutting the material webs 11, 12, 13, 14 against the Wrapping counter 25 can be formed.
  • At least one of the material webs 11, 12, 13, 14 and/or the material web wrap 22 is/are cut transversely and/or longitudinally to the transport direction T by means of a cutting device 36, preferably arranged before and/or after the winding device 21.
  • a cutting device 36 is shown schematically in FIGS. 1 and 2, which is designed and set up for cutting the material webs 11, 12, 13, 14.
  • the device 10 of FIG. 3 also includes a corresponding cutting device.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 can preferably be cut in terms of their length and/or their width.
  • the material web rolls 22 can also be cut and/or, more preferably, certain cutting patterns of the material webs 11, 12, 13, 14 can be carried out.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are cut to length in a predetermined length, which is defined by the subsequent winding, the cutting process and/or the corresponding cutting means.
  • the cutting device 36 is further preferably arranged in front of the winding device 21, whereby the endless web 16 can be separated before or after winding in order to ensure continuous production of the energy cells 17.
  • the at least one cutting device 35 or a further cutting device 36 can have a winding element 35 to be arranged on the at least one surface 18 before and / or after the arrangement on the at least one material web 11, 12, 13, 14 according to a predetermined length, width and /or cut shape.
  • the rotary body 24 and/or the winding support 25 is/are designed and set up to be able to withstand temperatures and/or pressure at least in some areas in order to apply a temperature and/or pressure to the material webs 11, 12, 13, 14 or the material webs 11, 12, 13, 14 or the Enter material web wrap 22.
  • the rotating body 24 and/or the winding support 25 is preferably designed and set up to be heatable and/or coolable.
  • the rotating body 24 and/or the winding counter 25 can be designed and set up to be movable, for example with an adjustable pressure against the material webs 11, 12, 13, 14 and/or against the material web roll 22. The pressure can be generated, for example, by means of a cam control of the rotating body 24.
  • At least one dispensing device designed and set up for dispensing the material web rolls 22 - not shown in the figures - is arranged downstream of the winding device 21.
  • the delivery device can be designed and set up, for example, as a gripping arm, conveyor belt, drum, etc.
  • the procedure is explained in more detail below using the drawing.
  • the method is used to produce wound energy cells 17 from at least two material webs 1, 12, 13, 14 arranged one above the other, comprising the steps of feeding the material webs 11, 12, 13, 14 by means of at least one feed device 15, at least partially transporting the material webs 11, 12 , 13, 14 in the transport direction T along a transport section by means of a transport device 19 comprising a transport element 20, and winding the material webs 11, 12, 13, 14 into a wound material web roll 22 by means of a winding device 21 comprising a winding station 23.
  • FIGS 3 shows corresponding devices 10 for providing the method according to the invention.
  • This method is characterized according to the invention in that the material web roll 22 is formed by a drivable rotating body 24 comprising the winding device 21 and a winding counter 25 in a winding channel 26 arranged in the winding station 23.
  • 1 to 3 show different embodiments of the winding device 21, each of which is designed and set up in such a way that the rotating body 24 is in operative connection with one another in connection with the winding counter 25 in order to jointly form a winding channel 26 for producing the material web winding 22 from the material webs 11, 12, 13, 14 to form.
  • a plurality or plurality of material webs 11, 12, 13, 14 can preferably be produced simultaneously, that is, for example next to one another, by means of the at least one winding device 21 to form a material web roll 22.
  • the winding device 21 with the rotating body 24 and the winding counter 25 is in operative connection with the at least two material webs 11, 12, 13, 14 in order to form the material web roll 22.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are transported on the rotating body 24 at least in some areas along the winding channel 26, the material web roll 22 being formed by placing the material webs 11, 12, 13, 14 with the winding counter 25.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are preferably moved by the rotating body 24, which in the preferred embodiments also represents a transport element 20 of the transport device 19, by contacting the winding counter 25 in the winding channel 26 is formed in that the rotating body 24 transports the material webs or the material web roll 22 formed therefrom along the winding channel 26, whereby the material webs 11, 12, 13, 14 wind up in the course of the transport direction T.
  • the winding channel 26 is preferably expanded along the transport section in such a way that the material web roll 22 is formed with a predetermined winding during transport through the winding channel 26.
  • the distance between the rotating body 24 and the winding counter 25 gradually increases, as a result of which there is sufficient space for the winding of the material web roll 22.
  • the material web roll 22 is formed by a stationary winding contour 28 of the winding counter 25 and the rotating body 24 along the winding channel 26.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are moved along the winding contour 28 by means of the rotating body 24 in order to form and establish an influence on the winding and the shape of the material web winding 22.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 in a preferred embodiment undergo a change of state at least in some areas through engagement of at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 with a structured surface 29 which has the winding support 25 at least in some areas train and set up.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are wound around a winding start 30 to form a wound material web roll 22, the winding start 30 being formed by engagement of the material webs 11, 12, 13, 14 with a structured surface which has the winding counter 25 at least in some areas 29 is generated.
  • at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 is transported over the structured surface 29 by means of the transport element 20, whereby the start of the winding 30 is created, for example by generating a collection of material webs.
  • the material web roll 22 is wound up in the winding channel 26 between the rotating body 24 and the winding counter 25.
  • a winding start 30 is generated by means of at least one engagement element 31 which is arranged or can be arranged in the winding channel 26, wherein the at least one engagement element 31 on the winding counter 25 is brought into operative connection with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 or is brought into the Winding channel 26 projects into the engagement with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14.
  • a device 10 for forming the corresponding method step is shown in FIG.
  • the engagement element 31 is designed and set up for this purpose, preferably for engagement in the winding channel 26 with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 as required.
  • the engagement element is preferably guided out of the winding channel 26 again so that the material webs 11, 12, 13, 14 are not hindered during transport.
  • the at least one engagement element 31 is designed and set up to protrude into the winding channel 26 through an opening 32 provided on the winding counter 25 and/or through an opening 32 provided on the rotating body 24 to produce the start of the winding 30.
  • a winding element 35 extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell 17 is operatively connected to at least one surface by means of at least one winding element insertion device 34 upstream of the winding device 21 18 of the material webs 11, 12, 13, 14 to be wrapped.
  • at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 and/or the material web roll 22 is cut transversely and/or longitudinally to the transport direction T by means of a cutting device 36, preferably arranged before and/or after the winding device 21.
  • a cutting device 36 is shown schematically in FIGS. 1 and 2, which is designed and set up for cutting the material webs 11, 12, 13, M.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are preferably cut in terms of their length and/or their width.
  • the material web rolls 22 can also be cut and/or, more preferably, certain cutting patterns of the material webs 11, 12, 13, 14 can be carried out.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are cut to length in a predetermined length, which is defined by the subsequent winding, the cutting process and/or the corresponding cutting means.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 or the material web roll 22 in the winding channel 26 are heated and/or cooled and subjected to pressure at least in some areas by means of the rotating body 24 and/or the winding support 25.
  • the temperature control or pressure load further properties can be generated in the material webs 11, 12, 13, 14 and/or in the material web roll 22, which can be adjusted accordingly by appropriate control/regulation of the duration of the temperature control or pressure load.
  • the material webs 11, 12, 13, 14 are preferably connected to one another at least in some areas before the winding process in order to be fed together to the winding device 21.
  • the material web roll 22 is, in preferred embodiments, delivered from the winding device 21 by means of at least one dispensing device arranged downstream of the winding device 21 - not shown in the figures.
  • the delivery device can, for example, be integrated into the transport device 19 and/or connected to the transport device 19, so that a continuous production and delivery process of the material web rolls 22/energy cells 17 is provided.
  • the dispensing device preferably comprises at least one - in the figures not shown - fixing device, which is designed and set up for at least partially fixing the material web roll 22.
  • an adhesive for example an adhesive strip, a tape or the like, can be introduced/applied to at least one surface of the material webs 11, 12, 13, 14 and/or on a surface of the material web roll 22 in order to prevent undesirable opening/development of the material web winding 22 after winding.

Abstract

The invention relates to a device (10) for producing wound energy cells (17) from at least two material webs (11, 12, 13, 14) arranged on top of one another, comprising at least one supply device (15) for supplying the material webs (11, 12, 13, 14), a transport device (19) for transporting the material webs (11, 12, 13, 14) at least in regions in the transport direction (T) along a transport section through the device (10), wherein the transport device (19) comprises at least one transport element (20), and a winding device (21) for winding the material webs (11, 12, 13, 14) to form a wound material web winding (22) in a winding station (23) comprising the winding device (21), characterised in that the winding device (21) comprises a driveable rotational element (24) and a winding backing layer (25), wherein the rotational element (24) and the winding backing layer (25) form a winding channel (26) arranged in the winding station (23) to form the material web winding (22). The invention also relates to a corresponding method.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer gewickelten Energiezelle mit einer Wickelgegenlage Device and method for producing a wound energy cell with a winding support
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen, umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen der Materialbahnen, eine Transporteinrichtung zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen in Transportrichtung entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung, wobei die Transporteinrichtung mindestens ein Transportelement umfasst, und eine Wickeleinrichtung zum Wickeln der Materialbahnen zu einem gewickelten Materialbahnenwickel in einer die Wickeleinrichtung umfassenden Wickelstation. The invention relates to a device for producing wound energy cells from at least two material webs arranged one above the other, comprising at least one feed device for feeding the material webs, a transport device for at least partially transporting the material webs in the transport direction along a transport section through the device, the transport device comprising at least one transport element , and a winding device for winding the material webs into a wound material web roll in a winding station comprising the winding device.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen, umfassend die Schritte Zuführen der Materialbahnen mittels mindestens einer Zuführeinrichtung, zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen in Transportrichtung entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement umfassenden Transporteinrichtung, und Wickeln der Materialbahnen zu einem gewickelten Materialbahnenwickel mittels einer eine Wickelstation umfassenden Wickeleinrichtung. Furthermore, the invention relates to a method for producing wound energy cells from at least two material webs arranged one above the other, comprising the steps of feeding the material webs by means of at least one feed device, at least partially transporting the material webs in the transport direction along a transport section by means of a transport device comprising a transport element, and winding the material webs to a wound roll of material webs by means of a winding device comprising a winding station.
Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Weiter sind mittels derartiger Vorrichtungen und Verfahren hergestellte Energiezellen und Batterien hinlänglich bekannt. 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 regelmäßig eine Wickelung von Materialbahnen auf, die als Ausgangsmaterialien für derartige Energiezellen dienen. Beim Wickeln von Energiezellen, beispielsweise Rundzellen, ist typischerweise das Wickelmaterial aus vier unterschiedlich langen Anoden-, Kathoden- und Separatorbahnen ausgewählt, die beispielsweise als Folie bzw. allgemein als Materialbahn vorliegen. Bei den bekannten Verfahren oder Vorrichtungen zur Herstellung von Energiezellen werden die Materialbahnen in der Regel getrennt auf verschiedenen Pfaden einem Wickelkern zugeführt. Für die Bereitstellung der Materialbahnen sind somit zum Beispiel vier separate Zuführungen jeweils zur Bereitstellung einer Materialbahn erforderlich, um diese anschließend gemeinsam um einen Wickelkern aufzuwickeln. Dazu werden die Materialbahnen regelmäßig in einem vorgelagerten Herstellungsprozess auf die gewünschte Breite und/oder Länge vorgeschnitten. Dabei werden die Materialbahnen mit den Anoden und Kathoden beispielsweise von einer Endlosbahn geschnitten und dann mit einer Endlosbahn eines Separatormaterials im finalen Wickelprozess aufgewickelt. Die Materialbahnen müssen dazu regelmäßig eine spezifische Breite und Länge aufweisen, damit eine akkurat gewickelte Energiezelle mit den vorgesehenen Dimensionen bildbar ist. Devices and methods for producing wound energy cells are known from the prior art. Furthermore, energy cells and batteries produced using such devices and methods are well known. 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. For this purpose, such energy cells regularly have a winding of material webs, which serve as starting materials for such energy cells. When winding energy cells, for example round cells, the winding material is typically selected from four anode, cathode and separator tracks of different lengths, which are present, for example, as a film or generally as a material web. In the known methods or devices for producing energy cells, the material webs are usually fed separately to a winding core along different paths. To provide the material webs, for example, four separate feeds are required, each to provide a material web in order to then wind it together around a winding core. For this purpose, the material webs are regularly pre-cut to the desired width and/or length in an upstream manufacturing process. The material webs with the anodes and cathodes are cut, for example, from an endless web and then wound up with an endless web of separator material in the final winding process. The material webs must regularly have a specific width and length so that an accurately wound energy cell with the intended dimensions can be formed.
Die Zufuhr von Materialbahnen zum Wickelkern kann bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren nicht kontinuierlich erfolgen, da die Materialbahnen einem quasi ortsfesten, zentralen Wickelkern zugeführt werden. Dieser Wickelkern ist in der Regel lediglich um seine Längsachse rotierbar bzw. wird um seine Längsachse rotiert, um die Materialbahnen dabei zu einer Energiezelle oder zu gewickelten Materialbahnen aufzuwickeln. Nach dem Wickelvorgang muss der Wickelkern wieder aus der Energiezelle oder den gewickelten Materialbahnen (Materialbahnenwickel) entfernt werden, bevor der Wickelvorgang der Energiezelle oder des Materialbahnenwickels in der Wickelstation beendet ist. Dadurch ist nur ein diskontinuierlicher Herstellungsprozess der Energiezellen gegeben und zudem besteht ein großer logistischer Aufwand bei der Bereitstellung und Rückführung der Wickelkerne. Weiter kann es bei dem Entfernen des Wickelkerns aus der Energiezelle oder dem Materialbahnenwickel zu Beschädigungen oder Qualitätseinbußen der Materialbahnen bzw. der Energiezelle oder dem Materialbahnenwickel kommen, was zu Sicherheitsrisiken oder Beschädigungen in dem verbauten Energiespeicher führen kann. The supply of material webs to the winding core cannot take place continuously in the known devices and methods, since the material webs are fed to a quasi-stationary, central winding core. This winding core can usually only be rotated about its longitudinal axis or is rotated about its longitudinal axis in order to wind up the material webs to form an energy cell or wound material webs. After the winding process, the winding core must be removed again from the energy cell or the wound material webs (material web winding) before the winding process of the energy cell or the material web winding in the winding station is completed. This means that there is only a discontinuous manufacturing process for the energy cells and there is also a lot of logistical effort in providing and returning the winding cores. Furthermore, when the winding core is removed from the energy cell or the material web roll, damage or loss of quality to the material webs or the energy cell or the material web roll can occur, which can lead to safety risks or damage to the installed energy storage device.
Mit der immer größer werdenden Nachfrage nach alternativen Antriebskonzepten rückt der Elektroantrieb mehr und mehr in den Mittelpunkt der Betrachtung. Eine große Herausforderung hierbei ist, effektive Vorgänge bei der Herstellung der Energiespeicher bereitzustellen. Bei der Wickelung von Materialbahnen zu Energiezellen gibt es das Problem, dass die Materialbahnen separat gehandhabt und nacheinander dem Wickelkern lose zugeführt werden. Weiter müssen die Materialbahnen bereits mit vorgege- benen Längen dem Wickelprozess zugeführt werden und können nicht gemeinsam gehandhabt bzw. zugeschnitten werden. Darüber hinaus müssen alle Bahnen eigenständig geregelt werden und können nicht gemeinsam transportiert werden. Bei den bestehenden Vorrichtungen und Verfahren wird ein großer Platzbedarf beim Wickelvorgang benötigt, zudem dürfen die jeweiligen Materialbahnen nur geringfügig (mechanisch) beansprucht werden. Die Materialbahnen müssen zeitlich nacheinander dem zentralen, quasi ortsfesten Wickelkern zugeführt werden, wobei möglichst schnelle Herstellungsgeschwindigkeiten bereitgestellt werden sollen. Die Materialbahnen bestehen in der Regel aus sehr dünnen flächigen Bahnen, die insbesondere bei Stauchungen und Drehbeanspruchungen zu Qualitätseinbußen neigen, weshalb naturgegebene Begrenzungen bei Transportgeschwindigkeiten sowie Transportführungen gegeben sind. Darüber hinaus verrutschen die Materialbahnen während des Wickelprozesses regelmäßig, insbesondere beim Entfernen des Wickelkerns, was zu Ausschuss sowie Qualitätsverlusten bei den gewickelten Energiezellen führt. With the ever-increasing demand for alternative drive concepts, electric drives are becoming more and more the focus of attention. A major challenge here is to provide effective processes for producing the energy storage devices. When winding material webs to form energy cells, there is the problem that the material webs are handled separately and are fed loosely to the winding core one after the other. Furthermore, the material webs must already have pre-defined The same lengths are fed into the winding process and cannot be handled or cut together. In addition, all railways must be regulated independently and cannot be transported together. With the existing devices and methods, a large amount of space is required during the winding process, and the respective material webs may only be subjected to minimal (mechanical) stress. The material webs must be fed one after the other to the central, quasi-stationary winding core, with the fastest possible production speeds being provided. The material webs usually consist of very thin, flat webs, which tend to lose quality, particularly in the event of compression and torsional stress, which is why there are natural limitations in transport speeds and transport guides. In addition, the material webs regularly slip during the winding process, especially when the winding core is removed, which leads to rejects and loss of quality in the wound energy cells.
Durch den diskontinuierlichen Prozess bei der Herstellung der Materialbahnenwickel sind bei den bestehenden Vorrichtungen und Verfahren die an die Wickelung nachfolgenden Prozesse nicht in den Herstellungsprozess der Energiezellen integrierbar, da durch die Entfernung des Wickelkerns zunächst eine erneute Handhabung sowie Bearbeitung des Materialbahnenwickels erfolgen muss. Dies reduziert die Herstellungsgeschwindigkeit und erhöht die Gefahr von Beschädigungen während des gesamten Herstellungsprozesses. Due to the discontinuous process in the production of the material web roll, the processes following the winding cannot be integrated into the manufacturing process of the energy cells in the existing devices and methods, since the removal of the winding core first requires the material web roll to be handled and processed again. This reduces manufacturing speed and increases the risk of damage throughout the manufacturing process.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus Materialbahnen, Energiezellen, Batterien sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen bereitzustellen, wodurch einerseits eine kontinuierliche Herstellung der Energiezellen gewährleistet werden soll und andererseits eine kosteneffiziente Herstellung sowie eine Herstellung in möglichst hohen Fertigungsraten ermöglicht werden soll, ohne dass dies zu einem nachteiligen Einfluss auf die Qualitätseigenschaften bei der Herstellung von Energiezellen führt. It is therefore the object of the present invention to provide a device for producing wound energy cells from material webs, energy cells, batteries and a corresponding method for producing wound energy cells, which on the one hand ensures continuous production of the energy cells and on the other hand ensures cost-efficient production as well as production in The highest possible production rates should be made possible without this having a negative impact on the quality properties in the production of energy cells.
Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Wickeleinrichtung einen antreibbaren Rotationskörper und eine Wickelgegenlage umfasst, wobei der Rotationskörper und die Wickelgegenlage einen in der Wickelstation angeordneten Wickelkanal zur Bildung des Materialbahnenwickels ausbilden und ein- richten. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird sichergestellt, dass die mindestens zwei zumindest bereichsweise übereinanderliegenden Materialbahnen mittels der Wickeleinrichtung zu einem gewickelten Materialbahnenwickel überführbar sind, indem in dem durch den Rotationskörper und die Wickelgegenlage gebildeten Wickelkanal die Materialbahnen zwischen der Wickelgegenlage und dem Rotationskörper zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Der Wickelkanal entspricht jeweils im Wesentlichen den Abmessungen des Materialbahnenwickels während des Wickelprozesses zu dem entsprechenden Wickelzeitpunkt und vergrößert sich bevorzugt in Transportrichtung. Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage und somit der Wickelkanal zumindest abschnittsweise gegenüberliegend des Umfangs des Rotationskörpers ausgebildet und eingerichtet, wobei sich der Wickelkanal in Transportrichtung erweitert. Auf diese Weise ist es möglich, dass die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Rotationskörpers durch Anlage mit der Wickelgegenlage einheitlich und sukzessive zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Der Rotationskörper ist vorzugsweise als Trommel, Walze, Rolle, Zylinder, Welle, Spule oder dergleichen, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch, ausgebildet und eingerichtet. In besonderen Ausführungsformen ist der Rotationskörper zumindest bereichsweise mit Mitteln zur Druckbeaufschlagung ausgebildet und eingerichtet, um insbesondere zumindest bereichsweise ein Vakuum auf dem Umfang des Rotationskörpers auszubilden, um mindestens eine der Materialbahnen zumindest abschnitts- und zeitweise auf dem Rotationskörper zu halten, insbesondere vor dem Eintritt der Materialbahnen in den Wickelkanal. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in dem Wickelkanal, insbesondere durch Anlage der Materialbahnen an die Wickelgegenlage wird eine Möglichkeit bereitgestellt, die Materialbahnen durch die Rotation des Rotationskörpers miteinander in Wirkverbindung zu bringen, um die übereinanderliegenden Materialbahnen entsprechend gemeinsam zu wickeln. Die Wickelgegenlage ist in bevorzugten Ausführungsformen einstückig ausgebildet. Die Wickelgegenlage kann eine vollflächige oder eine teilweise geschlossene flächige Anlagefläche aufweisen, die zur Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen und/oder dem Materialbahnenwickel ausgebildet und eingerichtet ist. Das Material des Rotationskörpers sowie der Wickelgegenlage ist nicht erfindungsrelevant, wobei die Materialien jedoch bevorzugt ausreichend hart und dauerhaft ausgewählt sind, um eine vorgesehene Wickelung der Materialbahnen zu Materialbahnenwickeln bereitzustellen. Besonders bevorzugt sind hierzu Metalle geeignet, insbesondere rostfreie Edelstahle. Vorzugsweise ist der erzeugte Materialbahnenwickel anschließend zu einer gewickelten Energiezelle weiterverarbeitbar. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in der Wickelstation werden die Materialbahnen in dem Wickelkanal gewickelt, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von Materialbahnenwickel sowie Energiezellen gegeben ist. Die Materialbahnen können in dem Wickelkanal durch in Wirkverbindungbringen des Rotationskörpers mit der Wickelgegenlage gemeinsam aufgewickelt werden. Während des Wickelprozesses sind die aufzuwickelnden Materialbahnen innerhalb des Wickelkanals anordenbar und können bei der Zuführung zusammen gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. Durch den bevorzugten nur einen einzigen, erforderlichen Wickelkanal wird die benötigte Anzahl an Zuführungen, Transporteinrichtungen und/oder Wickeleinrichtungen während des Wickelprozesses verringert, wodurch eine schnellere sowie flexiblere Herstellung von Energiezellen gegeben ist. Die zu wickelnden Materialbahnen können zudem flexibler transportiert und in dem Wickelkanal einheitlich mit vorgegeben Parametern (Durchmesser, Wickelanzahl, Wickelgeschwindigkeit etc.) gewickelt werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl und Bandbreite an Wickelungen und Geometrien der Energiezellen erzeugbar sind und die Gefahr des Verrutschens oder des Bruchs der Materialbahnen verringert wird. Es ist kein Wickelkern bei den Materialbahnenwickel erforderlich, der im Nachgang an den Wickelprozess aus der Energiezelle entfernt werden muss. Nach der Herstellung eines Materialbahnenwickels kann in dem Wickelkanal der Wickelstation verzögerungsfrei der nächste Wickelprozess der Materialbahnen zu einem neuen Materialbahnenwickel gestartet werden, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von gewickelten Energiezellen gegeben ist. Bei der Herstellung des Materialbahnenwickels in der Wickeleinrichtung kann vorzugsweise mindestens ein als Wickelkern fungierendes Wickelelement vorgesehen sein, das vor oder während des Wickelprozesses in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche von einer der zu wickelnden Materialbahnen bringbar ist. Um das Wickelelement sind in der Wickeleinrichtung anschließend die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Rotationskörpers in Verbindung mit der Wickelgegenlage zu einem Materialbahnenwickel wickelbar. Alternativ kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wickelanfang bzw. ein Wickelelement aus mindestens einer der Materialbahnen erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Rotationskörpers in Verbindung mit der Wickelgegenlage zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. This object is achieved by the device mentioned at the outset in that the winding device comprises a drivable rotating body and a winding counter, the rotating body and the winding counter forming and forming a winding channel arranged in the winding station for forming the material web roll. judge. The device according to the invention ensures that the at least two material webs lying one above the other at least in some areas can be converted into a wound material web roll by means of the winding device, in that the material webs between the winding counter and the rotating body can be wound into a material web roll in the winding channel formed by the rotating body and the winding support. The winding channel essentially corresponds to the dimensions of the material web winding during the winding process at the corresponding winding time and preferably increases in size in the transport direction. Preferably, the winding counter and thus the winding channel is designed and set up at least in sections opposite the circumference of the rotating body, with the winding channel widening in the transport direction. In this way, it is possible for the at least two material webs in the winding channel to be uniformly and successively wound into a material web roll by means of the rotating body by contacting the winding counter. The rotating body is preferably designed and set up as a drum, roller, roller, cylinder, shaft, coil or the like, in particular essentially rotationally symmetrical. In special embodiments, the rotating body is designed and set up at least in some areas with means for applying pressure in order to form a vacuum on the circumference of the rotating body, in particular at least in some areas, in order to hold at least one of the material webs on the rotating body at least in sections and at times, in particular before the entry of the Material webs into the winding channel. By forming the material web roll in the winding channel, in particular by abutting the material webs on the winding counter, a possibility is provided for bringing the material webs into operative connection with one another through the rotation of the rotating body in order to wind the material webs lying one above the other together accordingly. In preferred embodiments, the winding support is formed in one piece. The winding counter can have a full-surface or a partially closed flat contact surface, which is designed and set up to contact at least one of the material webs and/or the material web roll. The material of the rotating body and the winding counter is not relevant to the invention, although the materials are preferably selected to be sufficiently hard and durable in order to provide the intended winding of the material webs into material web windings. Metals are particularly suitable for this purpose, especially stainless steel. Preferably, the material web roll produced can then be further processed into a wound energy cell. By forming the material web roll in the winding station, the material webs are in wound in the winding channel, which ensures continuous production of material web windings and energy cells. The material webs can be wound together in the winding channel by bringing the rotating body into operative connection with the winding counter. During the winding process, the material webs to be wound can be arranged within the winding channel and can be pulled and moved together during feeding and fed together to the winding process “as one material web”. Because only a single winding channel is required, the number of feeds, transport devices and/or winding devices required during the winding process is reduced, which results in faster and more flexible production of energy cells. The material webs to be wound can also be transported more flexibly and wound uniformly in the winding channel with specified parameters (diameter, number of wraps, winding speed, etc.), which means that an increased number and range of windings and geometries of the energy cells can be generated and the risk of slipping or breakage is reduced of the material webs is reduced. There is no winding core required for the material web windings, which must be removed from the energy cell after the winding process. After the production of a material web roll, the next winding process of the material webs can be started without delay in the winding channel of the winding station to form a new material web roll, which ensures continuous production of wound energy cells. When producing the material web winding in the winding device, at least one winding element functioning as a winding core can preferably be provided, which can be brought into operative connection with at least one surface of one of the material webs to be wound before or during the winding process. The at least two material webs can then be wound around the winding element in the winding channel in the winding channel by means of the rotating body in conjunction with the winding counter to form a material web roll. Alternatively, it can be provided, for example, that a winding start or a winding element can be produced from at least one of the material webs, around which the at least two material webs can be wound in the winding channel by means of the rotating body in conjunction with the winding counter support to form a material web roll.
Durch die vorzugsweise in Wirkverbindung stehende Wickelgegenlage mit dem Rotationskörper ist die Funktion gegeben, dass die Materialbahnen bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen bei einer zumindest bereichsweisen Anordnung zwischen Wickelgegenlage und Rotations- körper zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Die Materialbahnen bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen stehen weiter bevorzugt bei einer Anordnung in dem Wickelkanal derart mit der Wickelgegenlage und/oder dem Rotationskörper in Wirkverbindung/Eingriff, dass sich diese um die Längsachse in Transportrichtung zu einem Materialbahnenwickel aufwickeln. Der Wickelkanal ist vorzugsweise in seinem Profil veränderbar und/oder der Kontur (Durchmesser, Form, Wickelanzahl etc.) des zu wickelnden Materialbahnenwickels angepasst oder anpassbar ausgebildet und eingerichtet, was durch eine Veränderung der Wickelgegenlage und/oder des Rotationskörpers ausgebildet und eingerichtet ist. Weiter bevorzugt ist eine Veränderung mittels einer Kurvensteuerung des Rotationskörpers und/oder mittels einem Elektroantrieb erzeugbar, um die Anlage der Materialbahnen (bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen) an die Wickelgegenlage zu steuern und/oder zu regeln bzw. um die Umlaufbahn des Rotationskörpers während des Wickelprozesses zu steuern und/oder zu regeln. Der Wickelkanal ist bevorzugt in Verlauf der Wickelung an die gewünschte Kontur des Materialbahnenwickels anpassbar. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann es zweckdienlich sein, dass weitere Zusatz- und/oder Hilfsstoffe vor und/oder während der Wickelung auf mindestens eine Oberfläche der zu wickelnden Materialbahnen einbringbar ist, um die Materialbahnen beispielsweise zumindest bereichsweise miteinander zu fixieren. Eine Fixierung kann beispielsweise für einen Transport der Materialbahnen innerhalb einer Vorrichtung, einer Maschine oder eines Anlagenkomplexes vorteilhaft sein. Derartige Wickelprozessanlagen können vorzugsweise weitere Mittel und/oder Elemente umfassen, um eine Einbringung von Zusatz- und/oder Hilfsstoffen und/oder eine anschließende Wickelung zu unterstützen und/oder auszubilden und einzurichten. The winding counter, which is preferably in operative connection with the rotating body, provides the function that the material webs or the material webs to be wound into a material web roll during the winding process are arranged at least in some areas between the winding counter and the rotating body. body can be wound into a material web roll. When arranged in the winding channel, the material webs or the material webs to be wound into a material web roll during the winding process are more preferably in operative connection/engagement with the winding counter and/or the rotating body in such a way that they are wound up around the longitudinal axis in the transport direction to form a material web roll. The winding channel is preferably designed and set up to be changeable in its profile and/or to the contour (diameter, shape, number of wraps, etc.) of the material web roll to be wound, which is formed and set up by changing the winding counter and/or the rotating body. Further preferably, a change can be generated by means of a cam control of the rotating body and/or by means of an electric drive in order to control and/or regulate the contact of the material webs (or the material webs to be wound into a material web roll during the winding process) on the winding counter support to control and/or regulate the orbit of the rotating body during the winding process. The winding channel can preferably be adapted to the desired contour of the material web winding in the course of the winding. In further preferred embodiments, it may be useful for further additives and/or auxiliary materials to be introduced onto at least one surface of the material webs to be wound before and/or during winding, in order, for example, to fix the material webs together at least in some areas. Fixation can be advantageous, for example, for transporting the material webs within a device, a machine or a system complex. Such winding process systems can preferably include further means and/or elements in order to support and/or design and set up an introduction of additives and/or auxiliary materials and/or a subsequent winding.
Die Materialbahnen sind vorzugsweise Endlosbahnen und umfassen weiter bevorzugt mindestens eine Materialbahn eines Separatormaterials, das unter anderem auch als Separatorbahn, Separatormaterialbahn oder Separatorfolie bezeichnet wird. Weiter bevorzugt ist mindestens eine weitere Materialbahn aus einer Anodenbahn oder Katho- denbahn gebildet, die auch als Anode oder Kathode, Anodenmaterialbahn oder Katho- denmaterialbahn, Anodenfolie oder Kathodenfolie etc. bezeichnet werden. Vorzugsweise umfassen die mindestens zwei Materialbahnen zwei Separatormaterialbahnen. Weiter bevorzugt ist der Wickelanfang innerhalb des Wickelkanals aus mindestens einer Separatormaterialbahn erzeugbar, indem die bereitgestellten Materialbahnen zumindest einen ersten Abschnitt aus Materialbahnen umfassen, die aus mindestens einer Separatormaterialbahn bestehen, der durch Bearbeitung zu einem Wickelanfang ausbildbar ist. Zur Erzeugung eines Wickelanfangs ist mindestens eine der Separatormaterialbahnen bevorzugt vor oder innerhalb des Wickelkanals in Wirkverbindung mit mindestens einem Mittel bringbar, wodurch die mindestens eine Separatormaterialbahn zu einem Wickelanfang erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. The material webs are preferably endless webs and more preferably comprise at least one material web of a separator material, which is also referred to, among other things, as a separator web, separator material web or separator film. More preferably, at least one further material web is formed from an anode web or cathode web, which are also referred to as anode or cathode, anode material web or cathode material web, anode film or cathode film, etc. Preferably, the at least two material webs comprise two separator material webs. More preferably, the start of the winding can be produced within the winding channel from at least one separator material web, in that the material webs provided comprise at least a first section of material webs, which consist of at least a separator material web, which can be formed into a winding start by processing. To produce a winding start, at least one of the separator material webs can preferably be brought into operative connection with at least one means in front of or within the winding channel, whereby the at least one separator material web can be generated to a winding start, around which the at least two material webs in the winding channel can be wound to form a material web roll.
Es ist im Sinne der Erfindung nicht erforderlich, dass nur zwei Materialbahnen zur Herstellung von gewickelten Energiezellen vorgesehen sind. Es kann weiter bevorzugt vorgesehen sein, dass die Materialbahnen, insbesondere zwei Separatormaterialbahnen und mindestens eine weitere Materialbahn, beispielsweise eine Anoden- und/oder ein Kathodenmaterialbahn umfassen. Die Anoden- oder Kathodenmaterialbahn ist bevorzugt zwischen zwei Separatormaterialbahnen angeordnet, um die entsprechenden Ausgangsmaterialien für eine Energiezelle bereitzustellen. Darüber hinaus können dem Materialbahnenwickel bevorzugt weitere Materialien oder Bearbeitungsschritte zugefügt werden, um die Energiezelle zu bilden. Bei der übereinanderliegenden Anordnung der Materialbahnen ist es nicht wesentlich, dass sämtliche Materialbahnen über den gesamten Zeitraum des Transports übereinanderliegen. Übereinanderliegend im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Materialbahnen zumindest abschnittsweise übereinanderliegend angeordnet sind. Übereinanderliegend im Sinne der Erfindung kann daher bedeuten, dass die Materialbahnen beabstandet oder im Wesentlichen abstandsfrei übereinanderliegend angeordnet sind, wobei weiter bevorzugt eine im Wesentlichen kongruente Anordnung der Materialbahnen vorgesehen ist. Bei einer beab- standeten Anordnung der Materialbahnen sind diese vorzugsweise zumindest teilweise mittels eigenständiger Transportmittel transportierbar, bei einer abstandsfreien Anordnung sind die Materialbahnen vorzugsweise mit einem einzigen Transportmittel transportierbar. Bei mehreren Materialbahnen ist es somit denkbar, dass eine der Materialbahnen nur für einen gewissen Abschnitt auf einer weiteren Materialbahn angeordnet ist, vorzugsweise ist denkbar, dass eine Anoden- oder Kathodenmaterialbahn jeweils vollständig auf einer Separatormaterialbahn anordenbar ist und/oder von einer Separatormaterialbahn bedeckt ist. For the purposes of the invention, it is not necessary that only two material webs are provided for producing wound energy cells. It can further preferably be provided that the material webs comprise, in particular, two separator material webs and at least one further material web, for example an anode and/or a cathode material web. The anode or cathode material web is preferably arranged between two separator material webs in order to provide the corresponding starting materials for an energy cell. In addition, further materials or processing steps can preferably be added to the material web roll in order to form the energy cell. When the material webs are arranged one above the other, it is not essential that all the material webs lie on top of one another over the entire period of transport. In the sense of the invention, lying one above the other means that the material webs are arranged one above the other at least in sections. For the purposes of the invention, lying one above the other can therefore mean that the material webs are arranged at a distance or essentially one above the other with no gap, with a substantially congruent arrangement of the material webs being further preferably provided. If the material webs are arranged at a distance, they can preferably be transported at least partially by means of independent means of transport; if they are arranged without a distance, the material webs can preferably be transported using a single means of transport. In the case of several material webs, it is therefore conceivable that one of the material webs is arranged only for a certain section on another material web; it is preferably conceivable that an anode or cathode material web can each be arranged completely on a separator material web and/or is covered by a separator material web.
Unter den Erfindungsgedanken fallen gleichermaßen Vorrichtungen, die derart in der Breite angepasst sind, dass gleichzeitig eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen parallel zu Materialbahnenwickel herstellbar sind. Vorzugsweise sind derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen insbesondere in der (Maschinen-)Breite variabel ausge- bildet und eingerichtet, so dass jeweils mehrere Materialbahnen nebeneinander bzw. parallel mittels der Transporteinrichtung transportierbar sind. Mit einer einzigen Vorrichtung sind somit eine Mehr- oder Vielzahl von mindestens zwei Materialbahnen mittels der Wickeleinrichtung zu entsprechenden Materialbahnenwickel wickelbar. Anders ausgedrückt werden auf einer Vorrichtung eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen parallel verarbeitet, indem die Vorrichtungsbestandteile in der Breite entsprechend angepasst sind, um eine parallele Wickelung in Richtung der Längsachse der Energiezelle durch eine entsprechende Anordnung und einen Transport in dem Wickelkanal bereitzustellen. Hierzu sind die vorgesehenen Einrichtungen, Stationen und die jeweiligen Mittel korrespondierend anzupassen, um eine Skalierbarkeit in der Breite bereitzustellen. The inventive concept also includes devices whose width is adjusted in such a way that a plurality or plurality of material webs can be produced parallel to material web rolls at the same time. Such devices according to the invention are preferably designed to be variable, particularly in terms of (machine) width. forms and set up so that several material webs can be transported next to each other or in parallel by means of the transport device. With a single device, a plurality or plurality of at least two material webs can be wound into corresponding material web rolls using the winding device. In other words, a plurality of material webs are processed in parallel on a device by adjusting the width of the device components accordingly in order to provide a parallel winding in the direction of the longitudinal axis of the energy cell through a corresponding arrangement and transport in the winding channel. For this purpose, the intended facilities, stations and the respective means must be adapted accordingly in order to provide scalability across the board.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen auf dem Rotationskörper zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals transportierbar sind, wobei der Materialbahnenwickel durch Anlage der Materialbahnen mit der Wickelgegenlage bildbar ist. Durch den Rotationskörper sind die Materialbahnen zumindest abschnittsweise entlang des Wickelkanals in Transportrichtung transportierbar. Auf diese Weise erfolgt einerseits ein Transport der Materialbahnen und andererseits kann auf diese Weise eine Wickelung der Materialbahnen entlang des Wickelkanals erfolgen, um den Materialbahnenwickel und somit die Energiezelle herzustellen. Die Materialbahnen liegen bevorzugt während des Wickelprozesses an den Rotationskörpern und/oder den Wickelgegenlagen an, wodurch bei einer Rotation des Rotationskörpers, was einen Vortrieb der zu wickelnden Materialbahnen in dem Wickelkanal zur Folge hat, eine Wickelung der Materialbahnen zu dem Materialbahnenwickel ausgebildet und eingerichtet ist. Der Rotationskörper übernimmt vorzugsweise eine Doppelfunktion, indem er als ein Transportelement ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen zumindest abschnittsweise entlang des Transportabschnitts zu transportieren und zudem mittels des Rotationskörpers in Kombination mit der Wickelgegenlage eine Bildung des Materialbahnenwickels erfolgt. Auf diese Weise sind ein geringerer Materialeinsatz sowie geringere Steuer- und Regelvorgänge erforderlich, wodurch eine effiziente und zuverlässige Herstellung von Energiezellen gewährleistet ist. Es sind eine geringe Anzahl an beweglichen und zu bewegenden Teilen bzw. Materialbahnen erforderlich, die entlang eines vorgesehenen Abschnitts zu dem Materialbahnenwickel wickelbar sind, ohne dass eine materialbahnenspezifische Zuführung oder Regelung, insbesondere bezüglich der übereinanderliegenden Anordnung sowie der Bezugsquelle, der Materialbahnen gegeben ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wickelkanal entlang des Transportabschnitts derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, dass der Materialbahnenwickel bei einem Transport durch den Wickelkanal mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. Durch die Veränderbarkeit des Wickelkanals kann direkt Einfluss auf den Wickelprozess genommen werden, indem durch die Ausgestaltung des Wickelkanals, insbesondere durch seine Abmessungen in der Höhe, die Dynamik während der Wickelung veränderbar ist. Auf diese Weise ist der Wickelraum während der Wickelung ausreichend groß gewählt oder ausreichend groß wählbar, dass der Durchmesser des Materialbahnenwickels während des Wickelprozesses sukzessive durch Wickelung der Materialbahnen vergrößerbar ist. Durch die Erweiterung des Wickelkanals in Verlauf der Transportrichtung ist ein Ortswechsel des Wickelvorgangs während des Wickelprozesses innerhalb des Wickelkanals erzeugbar, wodurch die Wickelung des zu erzeugenden Materialbahnenwickels entlang der Wickelstation veränderlich ausgebildet und eingerichtet ist, wobei zum Beispiel ein Positionswechsel der Materialbahnen innerhalb der Wickeleinrichtung in Transportrichtung gegeben ist. Darüber hinaus kann durch die Abmessung des Wickelkanals in der Höhe insbesondere die Intensität der Wickelung gesteuert werden, um einerseits eine losere oder eine gespanntere/festere Wickelung auszubilden und einzurichten. Weiter ist durch die Er- weiterbarkeit des Wickelkanals der Wickelkanal derart veränderbar, dass der vorherrschende Raum für die Wickelung sukzessive vergrößerbar ist, damit bei einer Anlage mindestens einer der Materialbahnen während des Wickelprozesses ein ausreichend großer Bereich zur Verfügung steht. Nach der entsprechend vorgesehenen Wickelung ist der Wickelkanal in einer bevorzugten Weiterbildung wieder verringerbar, insbesondere durch Veränderung der Position der Wickelgegenlage zu dem Rotationskörper, wodurch die Abmessungen des Wickelkanals vergrößer- oder verkleinerbar sind. A preferred embodiment is characterized in that the material webs on the rotating body can be transported at least partially along the winding channel, the material web roll being able to be formed by placing the material webs in contact with the winding counter. The material webs can be transported at least in sections along the winding channel in the transport direction by the rotating body. In this way, on the one hand, the material webs are transported and, on the other hand, the material webs can be wound along the winding channel in order to produce the material web winding and thus the energy cell. The material webs are preferably in contact with the rotating bodies and/or the winding counter supports during the winding process, whereby a winding of the material webs to form the material web winding is formed and set up when the rotating body rotates, which results in the material webs to be wound being advanced in the winding channel. The rotating body preferably takes on a dual function in that it is designed and set up as a transport element in order to transport the material webs at least in sections along the transport section and in addition the material web roll is formed by means of the rotating body in combination with the winding counter. In this way, less material usage and fewer control and regulation processes are required, which ensures efficient and reliable production of energy cells. A small number of moving and moving parts or material webs are required, which can be wound along a designated section to form the material web roll, without a material web-specific supply or control, in particular with regard to the superimposed arrangement and the source of supply, of the material webs. An advantageous development is characterized in that the winding channel is expanded, expandable and/or changeable along the transport section in such a way that the material web roll can be formed with a predetermined winding during transport through the winding channel. Due to the changeability of the winding channel, the winding process can be influenced directly by changing the dynamics during winding through the design of the winding channel, in particular through its height dimensions. In this way, the winding space during winding is chosen to be sufficiently large or can be selected to be sufficiently large that the diameter of the material web roll can be successively increased during the winding process by winding the material webs. By expanding the winding channel in the course of the transport direction, a change in location of the winding process can be generated within the winding channel during the winding process, whereby the winding of the material web roll to be produced is designed and set up to be variable along the winding station, for example a change in position of the material webs within the winding device in the transport direction given is. In addition, the intensity of the winding can be controlled in particular by the height of the winding channel in order to form and set up a looser or a more tensioned/tighter winding on the one hand. Furthermore, due to the expandability of the winding channel, the winding channel can be changed in such a way that the prevailing space for the winding can be successively increased so that a sufficiently large area is available for at least one of the material webs during the winding process. After the appropriate winding, the winding channel can be reduced again in a preferred development, in particular by changing the position of the winding counter in relation to the rotating body, whereby the dimensions of the winding channel can be increased or reduced.
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wickelgegenlage eine ortsfeste Wickelkontur aufweist, wobei der Wickelkanal in Abhängigkeit von der Wickelkontur und dem Rotationskörper ausgebildet und eingerichtet ist. Die Wickelkontur der Wickelgegenlage entspricht vorzugsweise zumindest abschnittsweise der Kontur des Rotationskörpers, wobei in Verlauf des Transportabschnitts die Wickelkontur derart erweiterbar ist, dass eine Erweiterung des Durchmessers des Materialbahnenwickels ausbildbar und einrichtbar ist. Die Beabstandung zwischen Wickelgegenlage und dem Rotationskörper ist beispielsweise mittels einer Kurvensteuerung bei der Rotation des Rotationskörpers veränderbar, wodurch der Wickelkanal in seinem Höhenprofil vergrößer- oder verringerbar ist. Die ortsfeste Wickelgegenlage ist in Abhängigkeit der zu wickelnden Materialbahnenwickel auswählbar, insbesondere indem die Wickelkontur zur Ausbildung der Materialbahnenwickel gewählt ist. Die Wickelkontur und der Wickelkanal können insbesondere je nach Dicke oder Länge der zu wickelnden Materialbahnenwickel bzw. dem vorgesehenen Durchmesser oder der Intensität der Wickelung des Materialbahnenwickels ausgewählt sein. Die Anzahl der Wickelumdrehungen in dem Wickelkanal ist vorzugsweise aus der Materialbahnenlänge vorbekannt, wodurch ein gezieltes Anhalten und/oder Übergeben an eine weitere Einheit mit einer definierten Nahtlage der letzten äußeren Umwicklung des Materialbahnenwickels gegeben ist. An advantageous development is characterized in that the winding counter has a stationary winding contour, with the winding channel being designed and set up depending on the winding contour and the rotating body. The winding contour of the winding counter preferably corresponds at least in sections to the contour of the rotating body, with the winding contour being expandable in the course of the transport section in such a way that an expansion of the diameter of the material web winding can be formed and set up. The distance between the winding counter and the rotating body can be changed, for example, by means of a cam control when the rotating body rotates, whereby the winding channel is in its position Height profile can be increased or reduced. The stationary winding support can be selected depending on the rolls of material webs to be wound, in particular by selecting the winding contour to form the rolls of material webs. The winding contour and the winding channel can be selected in particular depending on the thickness or length of the material web roll to be wound or the intended diameter or the intensity of the winding of the material web roll. The number of winding revolutions in the winding channel is preferably known in advance from the length of the material web, which allows targeted stopping and/or transfer to another unit with a defined seam position of the last outer wrap of the material web winding.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche auf, wobei die strukturierte Oberfläche bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen eine Zustandsänderung mindestens einer der Materialbahnen ausbildet und einrichtet. Die Zustandsänderung kann beispielsweise eine (lokale) Verdichtung der Materialbahnen und/oder die Erzeugung einer lokalen Materialbahnenansammlung sein. Vorzugsweise ist die strukturierte Oberfläche bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen zur Erzeugung eines Wickelanfangs ausgebildet und eingerichtet, wobei die Materialbahnen um den Wickelanfang zu einem gewickelten Materialbahnenwickel wickelbar sind. Die strukturierte Oberfläche ist daher ausgebildet und eingerichtet, den Wickelprozess zu beginnen. Weiter bevorzugt ist die strukturierte Oberfläche ein Bereich oder ein Element des Wickelkanals. Die strukturierte Oberfläche kann beispielsweise als Erhebung oder als Vertiefung, insbesondere als eine Rille oder Ausnehmung, ausgebildet und eingerichtet sein. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen mit der strukturierten Oberfläche ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen durch die strukturierte Oberfläche eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang fungiert. Im weiteren Verlauf sind die Materialbahnen um diesen Wickelanfang entlang des sich erweiternden Wickelkanals zu dem Materialbahnenwickel wickelbar. Alternativ kann ein derartiger Wickelanfang auch als Wickelelement bezeichnet werden, um den die Materialbahnen zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Wickelgegenlage und/oder der Rotationskörper zumindest bereichsweise eine beschichtete Oberfläche auf, wobei die beschichtete Oberfläche insbesondere zur Ausbildung unterschiedlicher Gleiteigenschaften mindestens einer der Materialbahnen auf der Wickelgegenlage und/oder auf dem Rotationskörper vorgesehen ist. Die beschichtete Oberfläche kann insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet sein, das Gleiten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels zu verbessern, das heißt die Reibungskraft zu verringern, oder das Gleiten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels zu reduzieren, das heißt die Reibungskraft zu vergrößern. In a further advantageous embodiment of the invention, the winding mat has a structured surface at least in some areas, the structured surface forming and establishing a change in state of at least one of the material webs when it engages with at least one of the material webs. The change in state can be, for example, a (local) densification of the material webs and/or the generation of a local accumulation of material webs. Preferably, the structured surface is designed and set up when engaging with at least one of the material webs to produce a start of the winding, wherein the material webs can be wound around the start of the winding to form a wound roll of material webs. The structured surface is therefore designed and set up to begin the winding process. Further preferably, the structured surface is an area or an element of the winding channel. The structured surface can be designed and set up, for example, as an elevation or as a depression, in particular as a groove or recess. When at least one of the material webs comes into contact with the structured surface, the original transport of the material web(s) along the transport section is disturbed, whereby a winding start can be generated. In this way, the effect is exploited that at least one of the material webs experiences compression due to the structured surface, which results in a local accumulation of material webs, which acts as the start of the winding. In the further course, the material webs can be wound around this beginning of the winding along the widening winding channel to form the material web winding. Alternatively, such a winding start can also be referred to as a winding element around which the material webs can be wound to form a material web roll. In a preferred development of the invention, the winding counter and/or the rotary body has a coated surface at least in some areas, the coated surface being provided in particular to form different sliding properties of at least one of the material webs on the winding counter and/or on the rotary body. The coated surface can in particular be designed and set up to improve the sliding of at least one of the material webs and/or the material web roll, that is to say to reduce the frictional force, or to reduce the sliding of at least one of the material webs and/or the material web roll, that is to say the to increase friction force.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wickelkanal mindestens ein Eingriffselement anordenbar oder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Eingriffselement auf der Wickelgegenlage in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar ist oder in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Das Eingriffselement ist insbesondere zur Erzeugung eines Wickelanfangs mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar oder in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Das Eingriffselement stellt beispielsweise eine abschnittsweise Erhebung in dem Wickelkanal dar, um den Wickelprozess bei einem Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit diesem Eingriffselement zu beginnen. Weiter bevorzugt ist das Eingriffselement ein vorgesehenes Element des Wickelkanals, welches in Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar ist. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen mit dem Eingriffselement ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch beispielsweise ein Wickelanfang erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen durch das Eingriffselement eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang fungiert. Im weiteren Verlauf sind die Materialbahnen um diesen Wickelanfang entlang des sich erweiternden Wickelkanals zu dem Materialbahnenwickel wickelbar. An expedient embodiment of the invention is characterized in that at least one engagement element can be arranged or arranged in the winding channel, wherein the at least one engagement element on the winding counter can be brought into operative connection with at least one of the material webs or is designed and set up to protrude into the winding channel. The engagement element is designed and set up to be able to be brought with at least one of the material webs or to protrude into the winding channel, in particular to produce a winding start. The engagement element represents, for example, a sectional elevation in the winding channel in order to start the winding process when at least one of the material webs engages with this engagement element. Further preferably, the engagement element is a provided element of the winding channel, which can be brought into contact with at least one of the material webs. When at least one of the material webs comes into contact with the engagement element, the original transport of the material web(s) along the transport section is disrupted, as a result of which, for example, a start of winding can be generated. In this way, the effect is exploited that at least one of the material webs is compressed by the engagement element, as a result of which a local accumulation of material webs occurs, which acts as the start of the winding. In the further course, the material webs can be wound around this beginning of the winding along the widening winding channel to form the material web winding.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Eingriffselement jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage und/oder eine auf dem Rotationskörper vorgesehene Öffnung in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Auf diese Weise ist das Eingriffselement nur bedarfsweise dem Wickelkanal in einer Eingriffsposition zuführbar, um beispielsweise einen Wickelanfang aus mindestens einer der Materialbahnen zu erzeugen. Während des weiteren Trans- ports der Materialbahnen entlang des Transportabschnitts verbleibt das Eingriffselement vorzugsweise in der Ruheposition bzw. ist in die Ruheposition außerhalb des Wickelkanals rückführbar, um ein Beschädigen oder einen unerwünschten Eingriff mit einer der Materialbahnen zu verhindern. Die Materialbahnen sind bei einer Anordnung des Eingriffselements in der Ruheposition über die Öffnung hinweg transportierbar und entlang des Wickelkanals zu einem Materialbahnenwickel wickelbar. According to a further preferred embodiment of the invention, the at least one engagement element is designed and set up to protrude into the winding channel through an opening provided on the winding support and/or an opening on the rotating body. In this way, the engagement element can only be fed to the winding channel in an engagement position if necessary, for example to produce a start of the winding from at least one of the material webs. During further trans- ports of the material webs along the transport section, the engagement element preferably remains in the rest position or can be returned to the rest position outside the winding channel in order to prevent damage or undesirable engagement with one of the material webs. When the engagement element is arranged in the rest position, the material webs can be transported across the opening and wound along the winding channel to form a material web roll.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle erstreckendes Wickelelement vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen zu bringen. Vorzugsweise ist das Wickelelement schon vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen bringbar, wodurch die Materialbahnen nicht erst bei der Wickelung gemeinsam dem Wickelprozess zugeführt werden müssen, sondern das in Verbindung bringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen und das anschließende Wickeln kann örtlich getrennt voneinander erfolgen. Anders ausgedrückt ist der Vorgang der Wickelung der Materialbahnen nicht an die Bereitstellung des Wickelelements gebunden. Der Rotationskörper kann bevorzugt eine Doppelfunktion bei der Wickelelementeinbringung sowie bei der Wickelung bereitstellen, indem das Wickelelement mittels des Rotationskörpers mit mindestens einer der Materialbahnen in Wirkverbindung bringbar ist, um anschließend die Wickelung in Verbindung mit der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals auszubilden und einzurichten. Sofern die Wickelelementeinbringeinrichtung von der Wickeleinrichtung getrennt ist, können die mit dem Wickelelement versehenen Materialbahnen bevorzugt mittels des dafür vorgesehenen Rotationskörpers und der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals gewickelt werden. Durch die Einbringung eines Wickelelements und der Erzeugung eines ein Wickelement enthaltenden Materialbahnenwickels sind unterschiedliche Möglichkeiten der Nutzung eines Wickelelements gegeben, das durch das bevorzugte Verbleiben in dem Materialbahnenwickel unterschiedliche Zusatzfunktionen in der Energiezelle ausbilden kann. Derartige Wickelelemente werden alternativ auch als Wickelkern, Hilfskern oder Hilfselement bezeichnet. Das Material des Wickelelements ist nicht erfindungsrelevant und es können grundsätzlich sämtliche Materialien vorgesehen sein, die eine Herstellung/Wickelung einer Energiezelle unter Berücksichtigung der einge- setzten Materialbahnen ermöglichen. Vorzugsweise können als Materialien für die Wickelelemente Kunststoffe, besonders bevorzugt PE oder PP, vorgesehen sein. Es ist allerdings jeder andere Werkstoff denkbar, wie z.B. Aluminium oder Kupfer, es muss nur kompatibel zu einer gegebenenfalls bevorzugt vorgesehen Zellchemie der Energiezelle sein. Das Wickelelement kann auf diese Weise positive Aspekte für eine bevorzugt vorgesehene flüssige Zellchemie (z. B. Elektrolyt) aufweisen, indem das Wickelelement beispielsweise als Speichermedium hierfür ausgebildet und eingerichtet ist. Vorzugsweise ist das Wickelelement porös ausgebildet und eingerichtet. Weiter kann das Wickelelement eine Stützfunktion für die zu wickelnden Materialbahnen darstellen, wodurch bessere mechanische Eigenschaften der Energiezelle bereitgestellt werden können. Zudem kann es zweckdienlich sein, dass das Wickelelement nach der Wickelung nicht mehr von dem Materialbahnenwickel getrennt wird, wodurch die Gefahr von Beschädigungen oder Qualitätseinbußen an der Energiezelle minimiert wird. Vorzugsweise wird das Wickelelement auf der obersten Materialbahn der zu wickelnden Materialbahnen aufgebracht. Alternativ kann das Wickelelement beispielsweise auf zwei der Materialbahnen aufgebracht werden. Das in Wirkverbindungbringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche erfolgt weiter bevorzugt durch eine zumindest zeitweise Fixierung des Wickelelements auf oder mit mindestens einer der Materialbahnen. Die mit dem Wickelelement in Wirkverbindung gebrachten Materialbahnen können vorzugsweise gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelelementeinbringeinrichtung als Wickelelementtrommel ausgebildet und eingerichtet, um das Wickelelement vor oder mit dem Start des Wickelprozesses an die Materialbahnen zu übergeben. In bevorzugten Ausführungsformen kann mehr als ein Wickelelement vorgesehen sein, um das die Materialbahnen zu dem Materialbahnenwickel wickelbar sind. A further expedient embodiment of the invention is characterized in that at least one winding element introduction device is arranged upstream of the winding device, which is designed and set up to have a winding element extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell in operative connection with at least one surface of the material webs before or with the winding of the material webs to bring the winding element to material webs to be wound. Preferably, the winding element can be brought into operative connection with at least one surface of the material webs to be wound around the winding element before or during the winding of the material webs, whereby the material webs do not have to be fed together to the winding process during winding, but rather the connection of the winding element with at least one surface of the material webs and the subsequent winding can take place locally separately from one another. In other words, the process of winding the material webs is not tied to the provision of the winding element. The rotating body can preferably provide a dual function when introducing the winding element and during winding, in that the winding element can be brought into operative connection with at least one of the material webs by means of the rotating body in order to then form and set up the winding in connection with the winding counter within the winding channel. If the winding element introduction device is separated from the winding device, the material webs provided with the winding element can preferably be wound within the winding channel by means of the rotary body provided for this purpose and the winding counter support. By introducing a winding element and producing a material web roll containing a winding element, different possibilities for using a winding element are given, which can form different additional functions in the energy cell by preferably remaining in the material web roll. Such winding elements are alternatively referred to as winding core, auxiliary core or auxiliary element. The material of the winding element is not relevant to the invention and in principle all materials can be provided that enable the production/winding of an energy cell taking into account the specified set material strips enable. Preferably, plastics, particularly preferably PE or PP, can be provided as materials for the winding elements. However, any other material is conceivable, such as aluminum or copper, it just has to be compatible with a cell chemistry of the energy cell that may be preferred. In this way, the winding element can have positive aspects for a preferably provided liquid cell chemistry (e.g. electrolyte), in that the winding element is designed and set up, for example, as a storage medium for this purpose. The winding element is preferably designed and designed to be porous. Furthermore, the winding element can provide a support function for the material webs to be wound, whereby better mechanical properties of the energy cell can be provided. In addition, it may be useful for the winding element to no longer be separated from the material web roll after winding, thereby minimizing the risk of damage or loss of quality to the energy cell. The winding element is preferably applied to the topmost material web of the material webs to be wound. Alternatively, the winding element can be applied, for example, to two of the material webs. The operative connection of the winding element with at least one surface is further preferably carried out by at least temporarily fixing the winding element on or with at least one of the material webs. The material webs brought into operative connection with the winding element can preferably be pulled and moved and fed together to the winding process “as one material web”. In a preferred embodiment, the winding element introduction device is designed as a winding element drum and is set up to transfer the winding element to the material webs before or at the start of the winding process. In preferred embodiments, more than one winding element can be provided around which the material webs can be wound to form the material web roll.
Das in Wirkverbindungbringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen ist vorzugsweise irreversibel, so dass das Wickelelement mit mindestens einer Materialbahn fest miteinander verbunden ist. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann es zweckdienlich sein, dass das Wickelelement reversibel mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen eingebracht ist. Eine Fixierung des Wickelelements kann beispielsweise für einen T ransport der Materialbahnen innerhalb der Vorrichtung, einer Maschine oder einem Anlagenkomplex vorteilhaft sein. Derartige Wickelprozessanlagen können vorzugsweise weitere Mittel und/oder Elemente umfassen, um eine Einbringung des Wickelele- merits und/oder eine anschließende Wickelung zu unterstützen und/oder auszubilden und einzurichten. The operative connection of the winding element to at least one surface of the material webs is preferably irreversible, so that the winding element is firmly connected to one another with at least one material web. In further preferred embodiments, it may be useful for the winding element to be reversibly inserted into at least one surface of the material webs to be wound around the winding element. Fixing the winding element can be advantageous, for example, for transporting the material webs within the device, a machine or a system complex. Such winding process systems can preferably include further means and/or elements in order to introduce the winding element. merits and/or a subsequent winding to support and/or train and set up.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung weiter mindestens eine Schneideeinrichtung umfasst, die ausgebildet und eingerichtet ist, mindestens eine der Materialbahnen und/oder den Materialbahnenwickel quer oder längs zur Transportrichtung zu schneiden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung angeordnet. Die mindestens eine Schneideeinrichtung ermöglicht es, mindestens eine oder jede der Materialbahnen und/oder den Materialbahnenwickel zu schneiden. Die Schneideeinrichtungen sind vorzugsweise zum Ablängen von Endlosbahnen vorgesehen, alternativ oder ergänzend können die Schneideeinrichtung vorgesehen sein, den gebildeten Materialbahnenwickel in einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form zu schneiden. Durch die Schneideeinrichtung ist ein breiteres Anwendungsspektrum für die Vorrichtung gegeben, indem beispielsweise breitere Materialbahnen zu schmaleren Materialbahnen mit gewünschten Abmessungen zugeschnitten werden können. Darüber hinaus können Materialbahnen entsprechend eines vorgegebenen Zuschnitts geschnitten werden. Weiter bevorzugt ist mittels der Schneideeinrichtung alternativ oder ergänzend auch ein anderweitiges Schnittmuster ausführbar, beispielsweise spezielle Aussparungen, Leiterbahnen oder spezifische weitere Schnittbilder. Die Schneideeinrichtungen können beispielsweise durch ein Schneidmittel und eine Gegentrommel ausgebildet und eingerichtet sein. Das Schneidmittel schneidet hierzu die auf der Gegentrommel geführten Materialbahnen mit der vorgegebenen Schnittfolge oder Länge, welche durch den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist. Die Gegentrommel ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Rotationskörper. Die Schneideeinrichtung kann vorzugsweise eine Stanz-, Laser-, Messer- oder Thermoschneideeinrichtung umfassen und zur Ausführung des Schneidevorgangs ausgebildet und eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Schneideeinrichtung ein auf der mindestens einen Oberfläche anzuordnendes Wickelelement vor und/oder nach der Anordnung auf der Materialbahn entsprechend einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form schneiden. A preferred development of the invention is characterized in that the device further comprises at least one cutting device which is designed and set up to cut at least one of the material webs and/or the material web roll transversely or longitudinally to the transport direction, preferably before and/or after the winding device arranged. The at least one cutting device makes it possible to cut at least one or each of the material webs and/or the material web roll. The cutting devices are preferably provided for cutting endless webs to length; alternatively or additionally, the cutting devices can be provided to cut the material web roll formed in a predetermined length, width and/or shape. The cutting device provides a wider range of applications for the device, for example by allowing wider material webs to be cut into narrower material webs with the desired dimensions. In addition, material webs can be cut according to a specified cut. More preferably, a different cutting pattern can alternatively or additionally be carried out by means of the cutting device, for example special recesses, conductor tracks or specific further cut images. The cutting devices can be designed and set up, for example, by a cutting means and a counter drum. For this purpose, the cutting means cuts the material webs guided on the counter drum with the predetermined cutting sequence or length, which is defined by the cutting process and/or the corresponding cutting means. In a preferred embodiment, the counter drum is the rotating body. The cutting device can preferably comprise a punching, laser, knife or thermal cutting device and can be designed and set up to carry out the cutting process. Alternatively or additionally, the at least one cutting device can cut a winding element to be arranged on the at least one surface before and/or after the arrangement on the material web according to a predetermined length, width and/or shape.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper und/oder die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise temperierbar und/oder druckbelastbar ausgebildet und eingerichtet ist/sind, um in der Wickelstation zumindest bereichsweise eine Temperatur und/oder Druck auf die Materialbahnen oder den Materialbahnenwickel einzutragen. Durch das Einträgen von Druck können vorgegebene mechanische Eigenschaften bei den Materialbahnen und/oder bei dem Materialbahnenwickel erzeugt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Laminieren, ein Komprimieren oder ein Härten der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels möglich, um diese beispielsweise zumindest bereichsweise miteinander zu verbinden oder um die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts zu beeinflussen. Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage oder der Rotationskörper zumindest bereichsweise beheizbar und/oder kühlbar ausgebildet und eingerichtet. Alternativ oder ergänzend kann der Rotationskörper beispielsweise mit einem einstellbaren Druck gegen die Materialbahnen und/oder gegen den Materialbahnenwickel verfahrbar ausgebildet und eingerichtet sein, um einen vorgegebenen Druck innerhalb des Wickelkanals durch Anlage gegen die Wickelgegenlage zu erzeugen. Alternativ oder ergänzend kann eine Einrichtung zum Eintrag von Hilfs- und/oder Zusatzstoffen vorgesehen sein, um beispielsweise ein reversibles oder irreversibles Verbinden der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels auszubilden und einzurichten. An expedient embodiment of the invention is characterized in that the rotating body and/or the winding support is/are designed to be able to withstand temperatures and/or pressure at least in some areas and is/are set up to apply a temperature and/or pressure to the material webs or material in the winding station at least in some areas to enter the material web wrap. By entering pressure, predetermined mechanical properties can be generated in the material webs and/or in the material web wrap. In this way, for example, laminating, compressing or hardening the material webs and/or the material web roll is possible, for example in order to connect them to one another at least in some areas or to influence the mechanical properties of the end product. Preferably, the winding counter or the rotating body is designed and set up to be heatable and/or coolable at least in some areas. Alternatively or additionally, the rotating body can be designed and set up to be movable, for example with an adjustable pressure against the material webs and/or against the material web winding, in order to generate a predetermined pressure within the winding channel by resting against the winding counter. Alternatively or additionally, a device for introducing auxiliary and/or additives can be provided, for example in order to form and set up a reversible or irreversible connection of the material webs and/or the material web roll.
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wickeleinrichtung nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel ausgebildete und eingerichtete Abgabeeinrichtung angeordnet ist. Die Abgabeeinrichtung übernimmt die Materialbahnenwickel von der Wickeleinrichtung oder der Transporteinrichtung, um eine kontinuierliche Herstellung von Energiezellen zu ermöglichen. Die Abgabeeinrichtung ist weiter bevorzugt derart ausgebildet und eingerichtet, dass diese ein von der Wickeleinrichtung erzeugten Materialbahnenwickel übergeben bekommt oder dass ein abgegebener Materialbahnenwickel durch die Abgabeeinrichtung aufnehmbar ist. Die Abgabeeinrichtung ist bevorzugt nach der Wickelstation oder der Transporteinrichtung, insbesondere nach dem Rotationskörper, angeordnet. Mittels der Abgabeeinrichtung ist weiter bevorzugt ein Haftmittel an und/oder auf den Materialbahnenwickel aufbringbar, um den Materialbahnenwickel zumindest zeitweise im Wesentlichen formstabil zu sichern. Das Haftmittel kann beispielsweise ein Klebestreifen sein. An advantageous development is characterized in that at least one delivery device designed and set up to deliver the material web rolls is arranged downstream of the winding device. The delivery device takes over the rolls of material webs from the winding device or the transport device in order to enable continuous production of energy cells. The dispensing device is further preferably designed and set up in such a way that it receives a roll of material web generated by the winding device or that a dispensed roll of material web can be received by the dispensing device. The delivery device is preferably arranged after the winding station or the transport device, in particular after the rotating body. By means of the dispensing device, an adhesive agent can further preferably be applied to and/or onto the roll of material web in order to secure the roll of material web in a substantially dimensionally stable manner, at least temporarily. The adhesive can be, for example, an adhesive strip.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotationskörper mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements und/oder eines Materialbahnenwickels umfasst. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Wickelelementeinbringeinrichtung, insbesondere die Wickelelementtrommel, alternativ oder ergänzend mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements. Die Mulde kann allgemein als Kontur angesehen werden und umfasst allgemein eine entsprechende Ausnehmung zur Anordnung mindestens eines Wickelelements, eines Materialbahnenwickels und/oder mindestens einer Materialbahn. Vorzugsweise weist der Rotationskörper oder die Wickelelementtrommel eine Mehr- oder Vielzahl an Mulden auf, um eine entsprechende Anzahl an Wickelelementen aufzunehmen und an die Materialbahnen zu übergeben. Zur Sicherung der Wickelelemente können bevorzugt weitere Mittel und oder Eigenschaften vorgesehen sein, beispielsweise eine Unterdruckbeaufschlagung, um das Wickelelement und/oder den Materialbahnenwickel zumindest bedarfsweise zu halten. A further preferred embodiment is characterized in that the rotating body comprises at least one trough for receiving a winding element and/or a material web roll. In a further preferred embodiment, the winding element introduction device, in particular the winding element drum, alternatively or additionally comprises at least one trough for receiving a winding element. The trough can generally be viewed as a contour and generally includes a corresponding recess for arranging at least one winding element, a material web roll and/or at least one material web. Preferably, the rotating body or the winding element drum has a number or plurality of troughs in order to accommodate a corresponding number of winding elements and to transfer them to the material webs. To secure the winding elements, further means and/or properties can preferably be provided, for example an application of negative pressure, in order to hold the winding element and/or the material web roll, at least if necessary.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Materialbahnenwickel in der mindestens einen Mulde entlang des Wickelkanals durch zumindest zeitweise Anlage der Materialbahnen an die Wickelgegenlage bildbar. Die Mulde kann eine Kontur bzw. den Initiator für den Wickelanfang bei dem Materialbahnenwickel bereitstellen. Eine derartige Mulde kann verhindern, dass der Materialbahnenwickel während des Wickelprozesses verrutscht, wodurch Beschädigungen oder eine Verstopfung des Wickelkanals verhindert werden. Es sind insbesondere eine Mehr- oder Vielzahl an Mulden entlang des Umfangs des Rotationskörpers vorgesehen, um eine kontinuierliche Herstellung von Energiezellen mittels der Vorrichtung bereitzustellen. Die Form und/oder Tiefe der Mulde kann in Abhängigkeit der Ausgangsmaterialien oder der gewünschten Abmessung des Materialbahnenwickels ausgewählt sein. In bevorzugten Weiterbildungen kann es zweckdienlich sein, dass ein Wickelelement oder ein Materialbahnenwickel von einer Mulde in eine weitere aufnehmende Mulde während des Wickelprozesses überführbar ist. Somit kann ein sicherer und schonender Transport des Wickelelements oder des Materialbahnenwickels bereitgestellt werden. Hierzu kann die Transporteinrichtung weiter bevorzugt mindestens einen weiteren mindestens eine Mulde aufweisenden Rotationskörper umfassen. In a preferred development of the invention, the material web roll can be formed in the at least one trough along the winding channel by at least temporarily placing the material webs against the winding counter. The trough can provide a contour or the initiator for the start of the winding of the material web winding. Such a trough can prevent the material web roll from slipping during the winding process, thereby preventing damage or clogging of the winding channel. In particular, a plurality or plurality of troughs are provided along the circumference of the rotating body in order to provide continuous production of energy cells by means of the device. The shape and/or depth of the trough can be selected depending on the starting materials or the desired dimension of the material web roll. In preferred developments, it may be useful for a winding element or a roll of material web to be transferable from a trough into a further receiving trough during the winding process. A safe and gentle transport of the winding element or the material web roll can thus be provided. For this purpose, the transport device can further preferably comprise at least one further rotating body having at least one trough.
Die Aufgabe wird auch durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass der Materialbahnenwickel durch einen die Wickeleinrichtung umfassenden antreibbaren Rotationskörper und eine Wickelgegenlage in einem in der Wickelstation angeordneten Wickelkanal gebildet wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass die mindestens zwei Materialbahnen zuverlässig und einheitlich zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. Die Materialbahnenwickel werden dafür entsprechend in dem Wickelkanal durch Anlage der mindestens zwei Materialbahnen an die Wickelgegenlage und den Rotationskörper gewickelt, während vorzugsweise ein Wickelprozess eines weiteren Materialbahnenwickels anschließend oder bereits wäh- renddessen begonnen wird. Durch die Erzeugung eines Materialbahnenwickels und einer gleichzeitigen Abführung eines bereits gewickelten Materialbahnenwickels ist es beispielsweise möglich, dass der Transport der Materialbahnen von der Wickelung getrennt wird, so dass die Energiezellen in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt werden können. Die Materialbahnenwickel werden dafür entsprechend in dem Wickelkanal durch die Wickelgegenlage und den vorzugsweise drehbar angetrieben ausgebildeten und eingerichteten Rotationskörpers gewickelt. Die Materialbahnen werden bevorzugt von einer Endlosbahn kontinuierlich zugeführt, wodurch die Herstellung der Materialbahnenwickel ebenfalls kontinuierlich erzeugbar ist. Die übereinanderliegend bereitgestellten Materialbahnen werden in dem Wickelkanal zentral zugeführt, so dass keine separate Handhabung der zu wickelnden Materialbahnen um einen festen Wickelkern erforderlich ist. Der Wickelkanal kann vorzugsweise in Verlauf der Transportrichtung dynamisch ausgebildet sein, um den Wickelprozess sukzessive entlang des Transportabschnitts auszubilden und einzurichten. Die Wickelung erfolgt, indem der zu erzeugende Materialbahnenwickel während des Wickelprozesses in dem Wickelkanal durch Anlage an die Wickelgegenlage mittels des Rotationskörpers angetrieben wird. Durch die zumindest bereichsweise Anlage der Materialbahnen wird eine Möglichkeit bereitgestellt, die Materialbahnen durch den Rotationskörper mit der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals in Wirkverbindung zu bringen, um die übereinanderliegenden Materialbahnen entsprechend gemeinsam zu wickeln. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in der Wickelstation werden die Materialbahnen in dem Wickelkanal gewickelt, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von Materialbahnenwickeln sowie Energiezellen gegeben ist. Die Materialbahnen können in dem Wickelprozess gemeinsam mit den gesamten zu wickelnden Materialbahnen aufgewickelt werden. Während des Wickelprozesses sind die aufzuwickelnden Materialbahnen innerhalb des Wickelkanals angeordnet und können bei der Zuführung bevorzugt gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. Durch die Wickelstation mit dem Wickelkanal wird die benötigte Anzahl an Zuführungen und/oder Transporteinrichtungen während des Wickelprozesses verringert, wodurch eine schnellere sowie flexiblere Herstellung von Energiezellen gegeben ist. Die zu wickelnden Materialbahnen können zudem flexibler transportiert und mittels der Wickelgegenlage gewickelt werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl an Wickelungen und Geometrien der Energiezellen erzeugbar sind und die Gefahr des Verrutschens oder des Bruchs der Materialbahnen verringert wird. Es ist kein Wickelkern bei den Materialbahnenwickel erforderlich, der im Nachgang an den Wickelprozess entfernt werden muss. Nach der Herstellung eines Materialbahnenwickels kann in der Wickelstation der Wickeleinrichtung verzögerungsfrei der nächste Wickelprozess der Materialbahnen gestartet werden, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von gewickelten Energiezellen gegeben ist. Bei der Herstellung des Materialbahnenwickels kann vorzugsweise ein Wickelelement vorgesehen sein, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. Alternativ kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wickelanfang bzw. ein Wickelelement aus mindestens einer der Materialbahnen erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. The object is also achieved by the method according to the invention in that the material web roll is formed by a drivable rotating body comprising the winding device and a winding counter in a winding channel arranged in the winding station. The method according to the invention ensures that the at least two material webs are reliably and uniformly wound into a material web roll. The material web rolls are accordingly wound in the winding channel by placing the at least two material webs against the winding counter and the rotating body, while preferably a winding process of a further material web roll is subsequently or already carried out. meanwhile it begins. By producing a roll of material webs and simultaneously removing an already wound roll of material webs, it is possible, for example, for the transport of the material webs to be separated from the winding, so that the energy cells can be produced in a continuous process. For this purpose, the material web rolls are wound accordingly in the winding channel by the winding counter and the rotating body, which is preferably designed and set up to be rotatably driven. The material webs are preferably fed continuously from an endless web, whereby the production of the material web rolls can also be produced continuously. The material webs provided one above the other are fed centrally in the winding channel, so that no separate handling of the material webs to be wound around a fixed winding core is required. The winding channel can preferably be designed dynamically in the course of the transport direction in order to successively form and set up the winding process along the transport section. The winding is carried out by the material web roll to be produced being driven in the winding channel during the winding process by resting against the winding counter by means of the rotating body. By placing the material webs at least in some areas, it is possible to bring the material webs into operative connection through the rotating body with the winding counter within the winding channel in order to wind the material webs lying one above the other together accordingly. By forming the material web roll in the winding station, the material webs are wound in the winding channel, which ensures continuous production of material web rolls and energy cells. The material webs can be wound up in the winding process together with all the material webs to be wound. During the winding process, the material webs to be wound are arranged within the winding channel and can preferably be pulled and moved during feeding and fed together to the winding process “as one material web”. The winding station with the winding channel reduces the number of feeds and/or transport devices required during the winding process, which enables faster and more flexible production of energy cells. The material webs to be wound can also be transported more flexibly and wound using the winding support, which means that an increased number of windings and geometries of the energy cells can be produced and the risk of the material webs slipping or breaking is reduced. There is no winding core required for the material web windings, which must be removed after the winding process. After producing a roll of material web, you can... The next winding process of the material webs can be started without delay at the winding station of the winding device, which ensures continuous production of wound energy cells. When producing the material web roll, a winding element can preferably be provided around which the at least two material webs are wound in the winding channel to form a material web roll. Alternatively, it can be provided, for example, that a winding start or a winding element can be produced from at least one of the material webs, around which the at least two material webs are wound in the winding channel to form a material web roll.
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere auch auf die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail geschilderten Vorzüge verwiesen. Diese gelten in analoger Weise auch für das im Folgenden angegebene erfindungsgemäße Verfahren. In order to avoid repetition, in connection with the method according to the invention, reference is made in particular to the advantages already described in detail in connection with the device according to the invention. These also apply in an analogous manner to the method according to the invention specified below.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen auf dem Rotationskörper zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals transportiert werden, wobei der Materialbahnenwickel durch Anlage der Materialbahnen mit der Wickelgegenlage gebildet wird. An expedient embodiment of the invention is characterized in that the material webs are transported on the rotating body at least in some areas along the winding channel, the material web roll being formed by placing the material webs in contact with the winding counter.
Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal entlang des Transportabschnitts derart erweitert und/oder verändert wird, dass der Materialbahnenwickel bei einem Transport durch den Wickelkanal mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird. A further development is characterized in that the winding channel is expanded and/or changed along the transport section in such a way that the material web roll is formed with a predetermined winding during transport through the winding channel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Materialbahnenwickel durch eine ortsfeste Wickelkontur der Wickelgegenlage und den Rotationskörper entlang des Wickelkanals gebildet In a further advantageous embodiment of the invention, the material web roll is formed by a stationary winding contour of the winding counter and the rotating body along the winding channel
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit einer zumindest bereichsweisen strukturierten Oberfläche der Wickelgegenlage zumindest bereichsweise eine Zustandsänderung ausbilden und einrichten. Die Zustandsänderung ist beispielsweise ein Wickelanfang zum Erzeugen eines Materialbahnenwickels oder eine zumindest bereichsweise Materialverdichtung. Weiter bevorzugt werden die Mate- rialbahnen um einen Wickelanfang zu einem gewickelten Materialbahnenwickel gewickelt, wobei der Wickelanfang durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit einer zumindest bereichsweisen strukturierten Oberfläche der Wickelgegenlage erzeugt wird. An expedient embodiment of the invention is characterized in that the material webs form and establish a change of state at least in some regions by engaging at least one of the material webs with an at least partially structured surface of the winding counter. The change in state is, for example, a start of winding to produce a material web winding or at least partial material compression. Further preference is given to the materials rial webs are wound around a wrap start to form a wound material web roll, the wrap start being generated by engagement of at least one of the material webs with an at least partially structured surface of the winding counter.
Eine weitere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wickelanfang mittels mindestens eines in dem Wickelkanal angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements erzeugt wird, wobei das mindestens eine Eingriffselement auf der Wickelgegenlage in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen gebracht wird oder in den Wickelkanal zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen hineinragt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Wickelelement mit den Materialbahnen oder ein Wickelanfang bei einem Eingriff mit dem Eingriffselement in Rotation versetzt, um den Wickelvorgang zu initiieren. Hierzu ist das Eingriffselement derart ausgestaltet, dass es zumindest bereichsweise in Wirkverbindung mit dem Wickelelement oder dem Wickelanfang gebracht wird oder in den Wickelkanal zum Eingriff mit dem Wickelelement oder dem Wickelanfang hineinragt. A further preferred embodiment of the invention is characterized in that a start of the winding is generated by means of at least one engagement element which is arranged or can be arranged in the winding channel, wherein the at least one engagement element on the winding counter is brought into operative connection with at least one of the material webs or into engagement in the winding channel with at least one of the material webs protruding into it. In a further advantageous embodiment of the invention, the winding element with the material webs or a start of the winding is set in rotation upon engagement with the engagement element in order to initiate the winding process. For this purpose, the engagement element is designed in such a way that it is at least partially brought into operative connection with the winding element or the start of the winding or protrudes into the winding channel for engagement with the winding element or the start of the winding.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Eingriffselement jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage und/oder durch eine auf dem Rotationskörper vorgesehene Öffnung zur Erzeugung des Wickelanfangs in den Wickelkanal hineinragt. A preferred development of the invention is characterized in that the at least one engagement element protrudes into the winding channel through an opening provided on the winding counter and/or through an opening on the rotating body to produce the start of the winding.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle erstreckendes Wickelelement in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der zu wickelnden Materialbahnen gebracht wird. A further expedient embodiment of the invention is characterized in that before or with the winding of the material webs, a winding element extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell is brought into operative connection with at least one surface of the material webs to be wound by means of at least one winding element insertion device upstream of the winding device.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der Materialbahnen und/oder der Materialbahnenwickel quer und/oder längs zur Transportrichtung mittels einer Schneideeinrichtung geschnitten wird/werden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung angeordnet. A further preferred embodiment of the invention is characterized in that at least one of the material webs and/or the material web rolls is/are cut transversely and/or longitudinally to the transport direction by means of a cutting device, preferably arranged before and/or after the winding device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden/wird die Materialbahnen oder der Materialbahnenwickel in der Wickelstation mittels des Rotationskör- pers und/oder der Wickelgegenlage zumindest bereichsweise temperiert und/oder druckbelastet. In a further advantageous embodiment of the invention, the material webs or the material web roll are/are in the winding station by means of the rotating body. pers and/or the winding support is at least partially tempered and/or subjected to pressure.
Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung nachgelagert angeordneten Abgabeeinrichtung von der Wickeleinrichtung abgegeben wird. A further development is characterized in that the material web roll is delivered from the winding device by means of at least one delivery device arranged downstream of the winding device.
Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen sowie bevorzugte Vorrichtungsgegenstände ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Further useful and/or advantageous features and developments as well as preferred device objects result from the subclaims and the description. Particularly preferred embodiments of the device according to the invention and the method according to the invention are explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt, 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention in cross section,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt und Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention in cross section and
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt. Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention in cross section.
Anhand der vorgenannten Figuren wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben. The device according to the invention and the method according to the invention are described in more detail using the aforementioned figures.
Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen 10 sind exemplarisch als eigenständige und separate Vorrichtungen 10 ausgebildet und eingerichtet. Die Erfindung bezieht sich jedoch in gleicher Weise auf eine vergleichbare Vorrichtung 10, die in einer komplexeren Anlage mit mehreren Baugruppen oder vor- und/oder nachgelagerten weiteren Vorrichtungs- oder Maschinenbestandteilen integriert ist. Derartige Vorrichtungen 10 können insbesondere in der (Maschinen-)Breite variabel ausgebildet und eingerichtet sein, so dass mehrere Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 parallel mittels der Vorrichtung 10 bearbeitet werden können. Anders ausgedrückt können auf einer Vorrichtung 10 eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 parallel verar- beitet werden, indem die Vorrichtungsbestandteile in der Breite entsprechend angepasst sind. Hierzu sind die vorgesehenen Einrichtungen und die jeweiligen Mittel korrespondierend anzupassen, um eine Skalierbarkeit in der Breite bereitzustellen. The devices 10 shown in the drawings are designed and set up as independent and separate devices 10 by way of example. However, the invention relates in the same way to a comparable device 10, which is integrated in a more complex system with several assemblies or upstream and/or downstream further device or machine components. Such devices 10 can be designed and set up to be variable, in particular in terms of (machine) width, so that several material webs 11, 12, 13, 14 can be processed in parallel using the device 10. In other words, a plurality or number of material webs 11, 12, 13, 14 can be processed in parallel on a device 10. be worked by adjusting the width of the device components accordingly. For this purpose, the intended facilities and the respective means must be adapted accordingly in order to provide broad scalability.
Die vorgesehenen Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden vorzugsweise in einer Herstellmaschine erzeugt, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfassen kann und/oder der eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 nachgelagert angeordnet ist. Eine derartige - in den Figuren nicht dargestellte - Herstellmaschine umfasst vorzugsweise unterschiedliche Schritte, um die entsprechenden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit den vorgesehenen Eigenschaften zum Herstellen einer gewickelten Energiezelle 17 zu erzeugen. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden in der Regel als Endlosbahnen bereitgestellt und können bereits in vorgesehenen Längen und/oder Breiten vorgeschnitten vorliegen. In einer vorgelagerten Vorrichtung bzw. in vorgelagerten Verarbeitungsschritten können die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 darüber hinaus vorzugsweise zumindest bereichsweise miteinander zu einem Materialbahnenverbund verbindbar sein. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sind vorzugsweise ausgewählt aus zwei Separatormaterialbahnen 11 , 13 und jeweils eine Anodenmaterialbahn 12 und eine Katho- denmaterialbahn 14. The intended material webs 11, 12, 13, 14 are preferably produced in a manufacturing machine, which can include a device 10 according to the invention and/or which a device 10 according to the invention is arranged downstream. Such a manufacturing machine - not shown in the figures - preferably comprises different steps in order to produce the corresponding material webs 11, 12, 13, 14 with the intended properties for producing a wound energy cell 17. The material webs 11, 12, 13, 14 are generally provided as endless webs and can already be pre-cut in the intended lengths and/or widths. In an upstream device or in upstream processing steps, the material webs 11, 12, 13, 14 can also preferably be connectable to one another at least in some areas to form a material web composite. The material webs 11, 12, 13, 14 are preferably selected from two separator material webs 11, 13 and one anode material web 12 and one cathode material web 14.
Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen jeweils schematisch eine unterschiedliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 dient zur Herstellung von gewickelten Energiezellen 17 aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sind der Vorrichtung 10 zumindest bereichsweise übereinanderliegend mittels mindestens einer Zuführeinrichtung 15 zuführbar, wobei in den dargestellten Ausführungsformen jeweils nur eine Zuführeinrichtung 15 gezeigt ist. Im Sinne der Erfindung können die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auch mit einem (geringfügigen) Abstand übereinanderliegend transportiert werden. Vorzugsweise können die mindestens zwei Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 als zumindest bereichsweise verbundener Materialbahnenverbund vorliegen. Alternativ können die mindestens zwei Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 vor dem Wickeln zumindest bereichsweise zu einem Materialbahnenverbund verbunden werden. Die Herstellung des Materialbahnenverbundes erfolgt bevorzugt vor oder mit dem Wickeln. Die übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sind exemplarisch jeweils als eine einzelne Materialbahn 11 , 12, 13, 14 dargestellt, wobei die übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mindestens eine Oberfläche 18 aufweisen. Die Oberfläche 18 der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ist nicht auf die Ober- seite beschränkt, sondern kann auch auf der Unterseite der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 angeordnet sein. Unter Oberfläche 18 ist im Grunde sämtliche freie Fläche der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu verstehen. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Transporteinrichtung 19 zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Transportrichtung T entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung 10, wobei die Transporteinrichtung 19 mindestens ein Transportelement 20 umfasst. Weiter umfasst die Vorrichtung 10 eine Wickeleinrichtung 21 zum Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 in einer die Wickeleinrichtung 21 umfassenden Wickelstation 23. 1 to 3 each show schematically a different embodiment of a device 10 according to the invention. The device 10 is used to produce wound energy cells 17 from at least two material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other. The material webs 11, 12, 13, 14 can be fed to the device 10 at least partially one above the other by means of at least one feed device 15, with only one feed device 15 being shown in the illustrated embodiments. In the sense of the invention, the material webs 11, 12, 13, 14 can also be transported one above the other at a (slight) distance. Preferably, the at least two material webs 11, 12, 13, 14 can be present as a material web composite that is connected at least in some areas. Alternatively, the at least two material webs 11, 12, 13, 14 can be connected at least in some areas to form a material web composite before winding. The material web composite is preferably produced before or during winding. The material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other are each shown as an example as a single material web 11, 12, 13, 14, the material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other having at least one surface 18. The surface 18 of the material webs 11, 12, 13, 14 is not on the surface side limited, but can also be arranged on the underside of the material webs 11, 12, 13, 14. Surface 18 basically means all of the free surfaces of the material webs 11, 12, 13, 14. The device 10 comprises a transport device 19 for at least partially transporting the material webs 11, 12, 13, 14 in the transport direction T along a transport section through the device 10, the transport device 19 comprising at least one transport element 20. The device 10 further comprises a winding device 21 for winding the material webs 11, 12, 13, 14 into a wound material web roll 22 in a winding station 23 comprising the winding device 21.
Die Wickelungen bei den Materialbahnenwickel 22 sowie bei den Energiezellen17 sind in den Figuren der Einfachheit halber schematisch als übereinanderliegend, angeordnete konzentrische Kreise dargestellt. Eine entsprechende Wickelung von übereinanderliegend, angeordneten Materialbahnen 11 ,12 ,13, 14 würde im bestimmungsgemäßen Gebrauch im Querschnitt spiralförmig bzw. ohne geschlossene kreisförmige Segmente erscheinen. For the sake of simplicity, the windings in the material web windings 22 and in the energy cells 17 are shown schematically in the figures as concentric circles arranged one above the other. A corresponding winding of material webs 11, 12, 13, 14 arranged one above the other would, when used as intended, appear spiral-shaped in cross-section or without closed circular segments.
Die Vorrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Wickeleinrichtung 21 einen antreibbaren Rotationskörper 24 und eine Wickelgegenlage 25 umfasst, wobei der Rotationskörper 23 und die Wickelgegenlage 24 einen in der Wickelstation 23 angeordneten Wickelkanal 26 zur Bildung des Materialbahnenwickels 22 ausbilden und einrichten. In den Fig. 1 bis Fig. 3 ist beispielhaft der Verlauf der Wickelung in dem Wickelkanal 26 der Wickelstation 23 dargestellt. Der Materialbahnenwickel 22 ist innerhalb des Wickelkanals 26 in unterschiedlichen Zuständen der Wickelung gezeigt, wobei sich die Wickelung in Verlauf der Transportrichtung T bzw. in Umlaufrichtung 27 des Rotationskörpers 24 durch die Aufwickelung der Materialbahnen um den bereits gebildeten Materialbahnenwickel 22 im Durchmesser sukzessive vergrößert. Der Rotationskörper 24 ist vorzugsweise drehbar angetrieben und rotiert um seine Achse in Umlaufrichtung 27, was bevorzugt die Transportrichtung T der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 darstellt. In dem Wickelkanal 26 sind die ausschnittsweise dargestellten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Anlage mit der Wickelgegenlage 25 sowie dem Rotationskörper 24, wobei die Wickelung zu dem Materialbahnenwickel 22 ausführbar ist. In den Fig. 1 bis 3 sind die Rotationskörper 24 exemplarisch als rotationssymmetrische Körper, insbesondere Rollen, Trommeln, Stangen, Zylinder etc., dargestellt. Im Sinne der Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, dass der Rotationskörper 24 eine derartige Ausgestaltung aufweist. Es ist lediglich erforderlich, dass der Rotationskörper 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in dem Wickelkanal 26 zu einem Materialbahnenwickel 22 wickelt. The device 10 is characterized according to the invention in that the winding device 21 comprises a drivable rotating body 24 and a winding counter 25, the rotating body 23 and the winding counter 24 forming and setting up a winding channel 26 arranged in the winding station 23 to form the material web roll 22. 1 to 3 show an example of the course of the winding in the winding channel 26 of the winding station 23. The material web roll 22 is shown within the winding channel 26 in different states of winding, with the winding gradually increasing in diameter in the course of the transport direction T or in the circumferential direction 27 of the rotating body 24 due to the winding of the material webs around the already formed material web roll 22. The rotating body 24 is preferably rotatably driven and rotates about its axis in the circumferential direction 27, which preferably represents the transport direction T of the material webs 11, 12, 13, 14. In the winding channel 26, the material webs 11, 12, 13, 14 shown in detail are in contact with the winding counter 25 and the rotating body 24, whereby the winding can be carried out to form the material web winding 22. 1 to 3, the rotating bodies 24 are shown as examples of rotationally symmetrical bodies, in particular rollers, drums, rods, cylinders, etc. For the purposes of the invention, however, it is not necessary for the rotating body 24 to have such a design. It is only necessary that the Rotary body 24 in conjunction with the winding counter 25 winds the material webs 11, 12, 13, 14 in the winding channel 26 to form a material web roll 22.
In einer vorteilhaften, in den Fig. 1 bis Fig. 3 nicht im Detail dargestellten, Ausführungsform ist der Rotationskörper 24 in seiner Anordnung zu der Wickelgegenlage 25 und/ oder die Wickelgegenlage 25 in ihrer Anordnung zu dem Rotationskörper 24 derart veränderbar ausgebildet und eingerichtet, dass der Wickelkanal 26 in Verlauf des Wickelns der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 vergrößer- und/oder verringerbar ist. Anders ausgedrückt ist vorzugsweise der Abstand zwischen dem Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25 zueinander durch eine Positionsänderung mindestens eines der Vorrichtungsbestandteile anpassbar. Durch die Veränderbarkeit des Wickelkanals 26 kann ein direkter Einfluss auf die zu wickelnden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bzw. den Materialbahnenwickel 22 genommen werden. In an advantageous embodiment, which is not shown in detail in FIGS. 1 to 3, the rotation body 24 is designed and set up to be changeable in its arrangement relative to the winding support 25 and/or the winding support 25 in its arrangement relative to the rotation body 24 in such a way that the winding channel 26 can be enlarged and/or reduced in the course of winding the material webs 11, 12, 13, 14. In other words, the distance between the rotating body 24 and the winding counter 25 can preferably be adjusted to one another by changing the position of at least one of the device components. Due to the changeability of the winding channel 26, a direct influence can be had on the material webs 11, 12, 13, 14 to be wound or the material web roll 22.
In den Fig. 1 bis Fig. 3 sind die Ausführungsformen der Vorrichtung 10 im Querschnitt dargestellt und exemplarisch ist auf der Zuführeinrichtung 15 und auf der Transporteinrichtung 19 jeweils eine Materialbahn 11 , 12, 13, 14 dargestellt. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch können auf derartigen Vorrichtungen 10 eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gleichzeitig, das heißt beispielsweise nebeneinander, innerhalb der Vorrichtung 10 transportierbar und mittels der mindestens einen Wickeleinrichtung 21 zu einem Materialbahnenwickel 22 sowie zu einer Energiezelle 17 herstellbar sein. Die entsprechenden Vorrichtungsbestandteile sind hierzu bevorzugt in der Breite angepasst, dass eine im Wesentlichen parallele Herstellung von mehreren Energiezellen 17 ausführbar ist. 1 to 3 show the embodiments of the device 10 in cross section and, as an example, a material web 11, 12, 13, 14 is shown on the feed device 15 and on the transport device 19. When used as intended, on such devices 10, a plurality or number of material webs 11, 12, 13, 14 can be transported simultaneously, that is, for example next to one another, within the device 10 and by means of the at least one winding device 21 to form a material web winding 22 and to an energy cell 17 be producible. For this purpose, the corresponding device components are preferably adapted in width so that a substantially parallel production of several energy cells 17 can be carried out.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auf dem Rotationskörper 24 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 transportierbar, wobei der Materialbahnenwickel 22 durch Anlage der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit der Wickelgegenlage 25 bildbar ist. Es ist im Sinne der Erfindung nicht erforderlich, dass die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 während des gesamten T ransportes in Anlage mit der Wickelgegenlage 25 stehen. Die Wickelgegenlage 25 bildet eine Anlagefläche aus, die zur zumindest bereichsweisen Anlage mit den Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bzw. dem Materialbahnenwickel 22 ausgebildet und eingerichtet ist. Bevorzugt ist der Wickelkanal 26 entlang des Transportabschnitts derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar, dass der Materialbahnenwickel 22 bei einem Transport durch den Wickelkanal 26 mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen jeweils den Wickelkanal 26, der sich in Verlauf der Transportrichtung T sowie entlang der Umlaufrichtung 27 des Rotationskörpers 24 sukzessive erweitert. Die Erweiterung erfolgt in den Ausführungsbeispielen, indem der Wickelkanal 26 derart ausgestaltet ist, dass sich der Abstand zwischen Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25 vergrößert. Eine alternative vergrößerte Beabstandung ist zum Beispiel auch mittels einer entsprechenden Kurven Steuerung des Rotationskörpers 24 ausbildbar. In an advantageous embodiment, the material webs 11, 12, 13, 14 can be transported on the rotating body 24 at least in some areas along the winding channel 26, the material web roll 22 being able to be formed by placing the material webs 11, 12, 13, 14 with the winding counter 25. For the purposes of the invention, it is not necessary for the material webs 11, 12, 13, 14 to be in contact with the winding counter 25 during the entire transport. The winding counter 25 forms a contact surface which is designed and set up for at least partial contact with the material webs 11, 12, 13, 14 or the material web roll 22. The winding channel 26 is preferably expanded, expandable and/or changeable along the transport section in such a way that the material web roll 22 can be formed with a predetermined winding during transport through the winding channel 26. Fig. 1 to 3 each show the winding channel 26, which gradually widens in the course of the transport direction T and along the circumferential direction 27 of the rotating body 24. The expansion takes place in the exemplary embodiments in that the winding channel 26 is designed such that the distance between the rotating body 24 and the winding counter 25 increases. An alternative increased spacing can also be formed, for example, by means of a corresponding curve control of the rotating body 24.
In den bevorzugten Ausführungsformen der Fig. 1 bis Fig. 3 weist die Wickelgegenlage 25 eine ortsfeste Wickelkontur 28 auf, wobei der Wickelkanal 26 in Abhängigkeit von der Wickelkontur 28 und dem Rotationskörper 24 ausgebildet und eingerichtet ist. Anders ausgedrückt ist die Wickelkontur 28 durch die Ausgestaltung der Wickelgegenlage 25 gebildet, die durch das Zusammenspiel mit dem Rotationskörper 24 die Wickelkontur 28 erzeugt. Die Wickelkontur 28 ist maßgeblich für die Erzeugung des Materialbahnenwickels 22, da mittels der Wickelkontur insbesondere 28 die Anzahl der Wickelungen der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sowie der entsprechende Krafteintrag durch den Rotationskörper 24 einstellbar ist. Vorzugsweise weist die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche 29 auf, wobei die strukturierte Oberfläche 29 bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zur Erzeugung eines Wickelanfangs 30 ausgebildet und eingerichtet ist, wobei die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 um den Wickelanfang 30 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 wickelbar sind. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, kann die strukturierte Oberfläche 29 beispielsweise als (lokale) Erhebung ausgebildet und eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann die strukturierte Oberfläche 29 eine Vertiefung, insbesondere eine Rille oder eine Ausnehmung, sein. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit der strukturierten Oberfläche 29 ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en 11 , 12, 13, 14 entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang 30 erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 durch die strukturierte Oberfläche 29 eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang 30 fungiert. Der Wickelanfang 30 stellt ein Wickelelement dar, um das die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 innerhalb des Wickelkanals 26 mittels des Rotationskörpers 24 sowie der Wickelgegenlage 25 zu dem Materialbahnenwickel 22 gewickelt werden. Vorzugsweise wird der Wickelanfang 30 aus mindestens einer Separatormaterialbahn 11 , 13, besonders bevorzugt aus zwei Separatormaterialbahnen 11 , 13 gebildet. In einer weiteren bevorzugten, in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, ist in dem Wickelkanal 26 mindestens ein Eingriffselement 31 anordenbar oder angeordnet, wobei das mindestens eine Eingriffselement 31 auf der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bringbar ist oder in den Wickelkanal 26, insbesondere zur Erzeugung eines Wickelanfangs 30, hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Bevorzugt ist das mindestens eine Eingriffselement 30 jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage 25 und/oder durch eine auf dem Rotationskörper 24 vorgesehenen Öffnung in den Wickelkanal 26 hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Vorzugsweise ist durch das Eingriffselement 31 innerhalb des Wickelkanals 25 lokal die Wickelkontur 28 veränderbar, wodurch der herkömmlich mittels des Rotationskörpers 24 vorgesehene Transport der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gestört wird. Das Eingriffselement 31 verändert den „ungestörten“ Transport der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14, wodurch diese gestaut und zu einer lokalen Materialbahnenansammlung bildbar sind, was den Wickelanfang 30 erzeugt, um den die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 im weiteren Verlauf des Wickelkanals 26 zu dem Materialbahnenwickel 22 wickelbar sind. Das Eingriffselement 31 ist hierzu vorzugsweise um eine Achse zumindest teilweise rotierbar 33, alternativ allgemein beweglich, ausgebildet und eingerichtet, um bedarfsweise, das heißt bei einer gewünschten Erzeugung eines Wickelanfangs 30, in den Wickelkanal 26 hineinzuragen. In the preferred embodiments of FIGS. 1 to 3, the winding counter 25 has a stationary winding contour 28, with the winding channel 26 being designed and set up depending on the winding contour 28 and the rotating body 24. In other words, the winding contour 28 is formed by the design of the winding support 25, which produces the winding contour 28 through the interaction with the rotating body 24. The winding contour 28 is crucial for the production of the material web winding 22, since the number of windings of the material webs 11, 12, 13, 14 and the corresponding force input by the rotating body 24 can be adjusted by means of the winding contour in particular 28. The winding counter 25 preferably has a structured surface 29 at least in some areas, the structured surface 29 being designed and set up to produce a winding start 30 when it engages with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14, the material webs 11, 12, 13 , 14 can be wound around the beginning of the wrap 30 to form a wound roll of material web 22. As shown in FIG. 1, the structured surface 29 can be designed and set up, for example, as a (local) elevation. Alternatively or additionally, the structured surface 29 can be a depression, in particular a groove or a recess. When at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 comes into contact with the structured surface 29, the original transport of the material web(s) 11, 12, 13, 14 along the transport section is irritated, as a result of which a winding start 30 can be generated. In this way, the effect is exploited that at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 is compressed by the structured surface 29, as a result of which a local accumulation of material webs occurs, which acts as the beginning of the winding 30. The beginning of the winding 30 represents a winding element around which the material webs 11, 12, 13, 14 are wound within the winding channel 26 by means of the rotating body 24 and the winding counter 25 to form the material web winding 22. Preferably, the beginning of the wrap 30 is formed from at least one separator material web 11, 13, particularly preferably from two separator material webs 11, 13. In a further preferred embodiment shown in FIG can be brought or is designed and set up to protrude into the winding channel 26, in particular to produce a winding start 30. Preferably, the at least one engagement element 30 is designed and set up to protrude into the winding channel 26 through an opening provided on the winding support 25 and/or through an opening provided on the rotation body 24. Preferably, the winding contour 28 can be changed locally within the winding channel 25 by the engagement element 31, as a result of which the transport of the material webs 11, 12, 13, 14, which is conventionally provided by means of the rotating body 24, is disrupted. The engagement element 31 changes the “undisturbed” transport of the material webs 11, 12, 13, 14, whereby they are jammed and can be formed into a local collection of material webs, which creates the beginning of the wrap 30 around which the material webs 11, 12, 13, 14 continue of the winding channel 26 can be wound into the material web roll 22. For this purpose, the engagement element 31 is preferably at least partially rotatable about an axis 33, alternatively generally movable, designed and set up to protrude into the winding channel 26 if necessary, that is, when a winding start 30 is desired.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Wickeleinrichtung 21 vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung 34 angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle 17 erstreckendes Wickelelement 35 vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche 18 der zu wickelnden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu bringen. Eine derartige Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ist in der Fig. 2 gezeigt. Die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ist in der Fig. 2 als rotierbarer Körper, beispielsweise als Trommel, Walze, Rolle, Zylinder, Welle, Spule oder dergleichen, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch, ausgebildet und eingerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 als Wickelelementtrommel ausgebildet und eingerichtet, um das Wickelelement 35 vor oder mit dem Start des Wickelprozesses an die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu übergeben. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Wickelelement 35 mittels der Wickelelementeinbringeinrichtung 34 quer oder längs zur Transportrichtung T der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auf der Oberfläche 18 mindestens einer der Mate- rialbahnen 11 , 12, 13, 14 anordenbar, vorzugsweise fixiert anordenbar. Die fixierte Anordnung ist beispielsweise mittels eines Klebestoffes ausbildbar, was durch eine - in den Figuren nicht gezeigte - Klebstoffauftrageeinrichtung auf dem Wickelelement 35 und/oder der Oberfläche 18 einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 aufbringbar ist. Die Fixierung des Wickelelements 35 auf mindestens einer Oberfläche 18 kann besonders bevorzugt mittels Beleimung erfolgen. Das Wickelelement 35 ist weiter bevorzugt mittels Unterdruckbeaufschlagung auf der Wickelelementeinbringeinrichtung 34 haltbar. Weiter kann die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 mindestens eine Mulde zur Aufnahme des Wickelelements 35 umfassen. In weiteren - in den Figuren nicht gezeigten - Ausführungsformen kann das Transportelement 20 bzw. der Rotationskörper 24 als Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ausgebildet und eingerichtet sein, indem mittels des Umfangs des Rotationskörpers 24 die Wickelelemente 35 auf der Oberfläche 18 mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 anordenbar sind. Vorzugsweise umfasst der Rotationskörper 24 mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements 35 und/oder eines Materialbahnenwickels 22. Der Materialbahnenwickel 22 ist weiter bevorzugt in der mindestens einen Mulde entlang des Wickelkanals 26 durch zumindest zeitweise Anlage der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 an die Wickelgegenlage 25 bildbar. In further preferred embodiments, at least one winding element insertion device 34 is arranged upstream of the winding device 21, which is designed and set up to have a winding element 35 extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell 17 in operative connection before or with the winding of the material webs 11, 12, 13, 14 with at least one surface 18 of the material webs 11, 12, 13, 14 to be wound. Such a winding element insertion device 34 is shown in FIG. 2. The winding element insertion device 34 is designed and set up in FIG. 2 as a rotatable body, for example as a drum, roller, roller, cylinder, shaft, coil or the like, in particular essentially rotationally symmetrical. In a preferred embodiment, the winding element introduction device 34 is designed as a winding element drum and is set up to transfer the winding element 35 to the material webs 11, 12, 13, 14 before or at the start of the winding process. In preferred embodiments, the winding element 35 is positioned transversely or longitudinally to the transport direction T of the material webs 11, 12, 13, 14 on the surface 18 of at least one of the materials by means of the winding element introduction device 34. rial tracks 11, 12, 13, 14 can be arranged, preferably fixed. The fixed arrangement can be formed, for example, by means of an adhesive, which can be applied to the winding element 35 and/or the surface 18 of one of the material webs 11, 12, 13, 14 by an adhesive application device (not shown in the figures). The fixation of the winding element 35 on at least one surface 18 can particularly preferably be done using glue. The winding element 35 is further preferably durable by applying negative pressure to the winding element insertion device 34. Furthermore, the winding element insertion device 34 can comprise at least one trough for receiving the winding element 35. In further embodiments - not shown in the figures - the transport element 20 or the rotating body 24 can be designed and set up as a winding element insertion device 34 in that the winding elements 35 are placed on the surface 18 of at least one of the material webs 11, 12, 13 by means of the circumference of the rotating body 24 , 14 can be arranged. The rotating body 24 preferably comprises at least one trough for receiving a winding element 35 and/or a material web roll 22. The material web roll 22 is further preferably in the at least one trough along the winding channel 26 by at least temporarily abutting the material webs 11, 12, 13, 14 against the Wrapping counter 25 can be formed.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird/werden mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder der Materialbahnenwickel 22 quer und/oder längs zur Transportrichtung T mittels einer Schneideeinrichtung 36 geschnitten, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung 21 angeordnet. In den Fig. 1 und Fig. 2 ist schematisch eine Schneideeinrichtung 36 dargestellt, die zum Schneiden der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausgebildet und eingerichtet ist. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 10 der Fig. 3 ebenfalls eine entsprechende Schneideeinrichtung. Mittels der Schneideeinrichtungen 36 sind die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 vorzugsweise hinsichtlich ihrer Länge und/oder in ihrer Breite schneidbar. Alternativ oder ergänzend können zudem die Materialbahnenwickel 22 geschnitten werden und/oder es sind weiter bevorzugt bestimmte Schnittmuster der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausführbar. Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in einer vorbestimmten Länge, welche durch die anschließende Wickelung, den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist, abgelängt. In den Fig. 1 und Fig. 2 ist die Schneideeinrichtung 36 weiter bevorzugt vor der Wickeleinrichtung 21 angeordnet, wodurch vor oder nach der Wickelung die Endlosbahn 16 trennbar ist, um eine kontinuierliche Herstellung der Energiezellen 17 bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend - ZI - kann die mindestens eine Schneideeinrichtung 35 oder eine weitere Schneideeinrichtung 36 ein auf der mindestens einen Oberfläche 18 anzuordnendes Wickelelement 35 vor und/oder nach der Anordnung auf der mindestens einen Materialbahn 11 , 12, 13, 14 entsprechend einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form schneiden. In further preferred embodiments, at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 and/or the material web wrap 22 is/are cut transversely and/or longitudinally to the transport direction T by means of a cutting device 36, preferably arranged before and/or after the winding device 21. A cutting device 36 is shown schematically in FIGS. 1 and 2, which is designed and set up for cutting the material webs 11, 12, 13, 14. Preferably, the device 10 of FIG. 3 also includes a corresponding cutting device. By means of the cutting devices 36, the material webs 11, 12, 13, 14 can preferably be cut in terms of their length and/or their width. Alternatively or additionally, the material web rolls 22 can also be cut and/or, more preferably, certain cutting patterns of the material webs 11, 12, 13, 14 can be carried out. Preferably, the material webs 11, 12, 13, 14 are cut to length in a predetermined length, which is defined by the subsequent winding, the cutting process and/or the corresponding cutting means. In FIGS. 1 and 2, the cutting device 36 is further preferably arranged in front of the winding device 21, whereby the endless web 16 can be separated before or after winding in order to ensure continuous production of the energy cells 17. Alternatively or additionally - ZI - the at least one cutting device 35 or a further cutting device 36 can have a winding element 35 to be arranged on the at least one surface 18 before and / or after the arrangement on the at least one material web 11, 12, 13, 14 according to a predetermined length, width and /or cut shape.
Weiter bevorzugt ist/sind der Rotationskörper 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise temperierbar und/oder druckbelastbar ausgebildet und eingerichtet, um in der Wickelstation 23 zumindest bereichsweise eine Temperatur und/oder Druck auf die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 oder den Materialbahnenwickel 22 einzutragen. Hierzu ist der Rotationskörper 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 vorzugsweise beheizbar und/oder kühlbar ausgebildet und eingerichtet. Alternativ oder ergänzend kann der Rotationskörper 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 beispielsweise mit einem einstellbaren Druck gegen die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder gegen den Materialbahnenwickel 22 verfahrbar ausgebildet und eingerichtet sein. Die Erzeugung des Drucks ist beispielsweise mittels einer Kurvensteuerung des Rotationskörpers 24 ausbildbar. Further preferably, the rotary body 24 and/or the winding support 25 is/are designed and set up to be able to withstand temperatures and/or pressure at least in some areas in order to apply a temperature and/or pressure to the material webs 11, 12, 13, 14 or the material webs 11, 12, 13, 14 or the Enter material web wrap 22. For this purpose, the rotating body 24 and/or the winding support 25 is preferably designed and set up to be heatable and/or coolable. Alternatively or additionally, the rotating body 24 and/or the winding counter 25 can be designed and set up to be movable, for example with an adjustable pressure against the material webs 11, 12, 13, 14 and/or against the material web roll 22. The pressure can be generated, for example, by means of a cam control of the rotating body 24.
In weiterten vorteilhaften Ausführungen ist der Wickeleinrichtung 21 nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel 22 ausgebildete und eingerichtete - in den Figuren nicht gezeigte - Abgabeeinrichtung angeordnet. Die Abgabeeinrichtung kann beispielsweise als Greifarm, Transportband, Trommel etc. ausgebildet und eingerichtet sein. In further advantageous embodiments, at least one dispensing device designed and set up for dispensing the material web rolls 22 - not shown in the figures - is arranged downstream of the winding device 21. The delivery device can be designed and set up, for example, as a gripping arm, conveyor belt, drum, etc.
Im Folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert. Das Verfahren dient zur Herstellung von gewickelten Energiezellen 17 aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnenl 1 ,12, 13, 14, umfassend die Schritte Zuführen der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mittels mindestens einer Zuführeinrichtung 15, zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Transportrichtung T entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement 20 umfassenden Transporteinrichtung 19, und Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 mittels einer eine Wickelstation 23 umfassenden Wickeleinrichtung 21. In den Fig. 1 bis Fig. 3 sind jeweils entsprechende Vorrichtungen 10 zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Materialbahnenwickel 22 durch einen die Wickeleinrichtung 21 umfassenden antreibbaren Rotationskörper 24 und eine Wickelgegenlage 25 in einem in der Wickelstation 23 angeordneten Wickelkanal 26 gebildet wird. In der Fig. 1 bis Fig. 3 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Wickeleinrichtung 21 dargestellt, wobei diese jeweils derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass der Rotationskörper 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung miteinander steht, um gemeinsam einen Wickelkanal 26 zur Erzeugung des Materialbahnenwickels 22 aus den Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu bilden. Bei derartigen Verfahren können vorzugsweise eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gleichzeitig, das heißt beispielsweise nebeneinander, mittels der mindestens einen Wickeleinrichtung 21 jeweils zu einem Materialbahnenwickel 22 herstellbar sein. Die Wickeleinrichtung 21 mit dem Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25 steht dazu in Wirkverbindung mit den mindestens zwei Materialbahnen 11 , 12, 13, 14, um den Materialbahnenwickel 22 auszubilden. The procedure is explained in more detail below using the drawing. The method is used to produce wound energy cells 17 from at least two material webs 1, 12, 13, 14 arranged one above the other, comprising the steps of feeding the material webs 11, 12, 13, 14 by means of at least one feed device 15, at least partially transporting the material webs 11, 12 , 13, 14 in the transport direction T along a transport section by means of a transport device 19 comprising a transport element 20, and winding the material webs 11, 12, 13, 14 into a wound material web roll 22 by means of a winding device 21 comprising a winding station 23. In FIGS 3 shows corresponding devices 10 for providing the method according to the invention. This method is characterized according to the invention in that the material web roll 22 is formed by a drivable rotating body 24 comprising the winding device 21 and a winding counter 25 in a winding channel 26 arranged in the winding station 23. 1 to 3 show different embodiments of the winding device 21, each of which is designed and set up in such a way that the rotating body 24 is in operative connection with one another in connection with the winding counter 25 in order to jointly form a winding channel 26 for producing the material web winding 22 from the material webs 11, 12, 13, 14 to form. In such methods, a plurality or plurality of material webs 11, 12, 13, 14 can preferably be produced simultaneously, that is, for example next to one another, by means of the at least one winding device 21 to form a material web roll 22. The winding device 21 with the rotating body 24 and the winding counter 25 is in operative connection with the at least two material webs 11, 12, 13, 14 in order to form the material web roll 22.
Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auf dem Rotationskörper 24 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 transportiert, wobei der Materialbahnenwickel 22 durch Anlage der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit der Wickelgegenlage 25 gebildet wird. Wie in den Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt ist, werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bevorzugt durch den Rotationskörper 24, der in den bevorzugten Ausführungsformen ebenfalls ein Transportelement 20 der Transporteinrichtung 19 darstellt, durch Anlage mit der Wickelgegenlage 25 in dem Wickelkanal 26 dadurch gebildet, dass der Rotationskörper 24 die Materialbahnen bzw. den daraus gebildeten Materialbahnenwickel 22 entlang des Wickelkanals 26 transportiert, wodurch sich die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Verlauf der Transportrichtung T aufwickeln. Der Wickelkanal 26 wird bevorzugt entlang des Transportabschnitts derart erweitert, dass der Materialbahnenwickel 22 bei einem Transport durch den Wickelkanal 26 mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird. In Umlaufrichtung 27 des Rotationskörpers 24 erweitert sich sukzessive der Abstand zwischen dem Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25, wodurch ausreichend Raum für die Wickelung des Materialbahnenwickels 22 vorherrscht. Vorzugsweise wird der Materialbahnenwickel 22 durch eine ortsfeste Wickelkontur 28 der Wickelgegenlage 25 und den Rotationskörper 24 entlang des Wickelkanals 26 gebildet. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden hierfür entlang der Wickelkontur 28 mittels des Rotationskörpers 24 bewegt, um einen Einfluss auf die Wickelung sowie die Formgebung des Materialbahnenwickels 22 auszubilden und einzurichten. In der Fig. 1 ist dargestellt, dass die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in einer bevorzugten Ausführungsform durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit einer die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche 29 zumindest bereichsweise eine Zustandsänderung ausbilden und einrichten. In dem konkreten Ausführungsbeispiel werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 um einen Wickelanfang 30 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 gewickelt, wobei der Wickelanfang 30 durch Eingriff der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit einer die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche 29 erzeugt wird. Mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 wird hierzu mittels des Transportelements 20 über die strukturierte Oberfläche 29 transportiert, wodurch der Wickelanfang 30, beispielsweise durch die Erzeugung einer Materialbahnenansammlung, erzeugt wird. Im weiteren Verlauf wird der Materialbahnenwickel 22 in dem Wickelkanal 26 zwischen dem Rotationskörper 24 sowie der Wickelgegenlage 25 aufgewickelt. Alternativ oder ergänzend wird ein Wickelanfang 30 mittels mindestens eines in dem Wickelkanal 26 angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements 31 erzeugt, wobei das mindestens eine Eingriffselement 31 auf der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gebracht wird oder in den Wickelkanal 26 zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 hineinragt. In der Fig. 3 ist eine derartige Vorrichtung 10 zur Ausbildung des entsprechenden Verfahrensschrittes gezeigt. Das Eingriffselement 31 ist hierzu, vorzugsweise zum bedarfsweisen Eingriff in den Wickelkanal 26 mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausgebildet und eingerichtet. Nach der Erzeugung eines Wickelanfangs 30 bzw. nach dem Eingriff wird das Eingriffselement weiter bevorzugt wieder aus dem Wickelkanal 26 geführt, damit die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 während des Transports nicht behindert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine Eingriffselement 31 jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage 25 und/oder durch eine auf dem Rotationskörper 24 vorgesehenen Öffnung 32 zur Erzeugung des Wickelanfangs 30 in den Wickelkanal 26 hineinragend ausgebildet und eingerichtet. Preferably, the material webs 11, 12, 13, 14 are transported on the rotating body 24 at least in some areas along the winding channel 26, the material web roll 22 being formed by placing the material webs 11, 12, 13, 14 with the winding counter 25. As shown in FIGS. 1 to 3, the material webs 11, 12, 13, 14 are preferably moved by the rotating body 24, which in the preferred embodiments also represents a transport element 20 of the transport device 19, by contacting the winding counter 25 in the winding channel 26 is formed in that the rotating body 24 transports the material webs or the material web roll 22 formed therefrom along the winding channel 26, whereby the material webs 11, 12, 13, 14 wind up in the course of the transport direction T. The winding channel 26 is preferably expanded along the transport section in such a way that the material web roll 22 is formed with a predetermined winding during transport through the winding channel 26. In the direction of rotation 27 of the rotating body 24, the distance between the rotating body 24 and the winding counter 25 gradually increases, as a result of which there is sufficient space for the winding of the material web roll 22. Preferably, the material web roll 22 is formed by a stationary winding contour 28 of the winding counter 25 and the rotating body 24 along the winding channel 26. For this purpose, the material webs 11, 12, 13, 14 are moved along the winding contour 28 by means of the rotating body 24 in order to form and establish an influence on the winding and the shape of the material web winding 22. 1 shows that the material webs 11, 12, 13, 14 in a preferred embodiment undergo a change of state at least in some areas through engagement of at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 with a structured surface 29 which has the winding support 25 at least in some areas train and set up. In the specific exemplary embodiment, the material webs 11, 12, 13, 14 are wound around a winding start 30 to form a wound material web roll 22, the winding start 30 being formed by engagement of the material webs 11, 12, 13, 14 with a structured surface which has the winding counter 25 at least in some areas 29 is generated. For this purpose, at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 is transported over the structured surface 29 by means of the transport element 20, whereby the start of the winding 30 is created, for example by generating a collection of material webs. In the further course, the material web roll 22 is wound up in the winding channel 26 between the rotating body 24 and the winding counter 25. Alternatively or additionally, a winding start 30 is generated by means of at least one engagement element 31 which is arranged or can be arranged in the winding channel 26, wherein the at least one engagement element 31 on the winding counter 25 is brought into operative connection with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 or is brought into the Winding channel 26 projects into the engagement with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14. Such a device 10 for forming the corresponding method step is shown in FIG. The engagement element 31 is designed and set up for this purpose, preferably for engagement in the winding channel 26 with at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 as required. After a wrap start 30 has been created or after the engagement, the engagement element is preferably guided out of the winding channel 26 again so that the material webs 11, 12, 13, 14 are not hindered during transport. In a particularly preferred embodiment, the at least one engagement element 31 is designed and set up to protrude into the winding channel 26 through an opening 32 provided on the winding counter 25 and/or through an opening 32 provided on the rotating body 24 to produce the start of the winding 30.
In der vorteilhaften Ausführung der Fig. 2 wird vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13,14 mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung 21 vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle 17 erstreckendes Wickelelement 35 in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche 18 der zu wickelnden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gebracht. Vorzugsweise wird/werden mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/ oder der Materialbahnenwickel 22 quer und/oder längs zur Transportrichtung T mittels einer Schneideeinrichtung 36 geschnitten, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung 21 angeordnet. In den Fig. 1 und Fig. 2 ist schematisch eine Schneideeinrichtung 36 dargestellt, die zum Schneiden der Materialbahnen 11 , 12, 13, M ausgebildet und eingerichtet ist. Mittels der Schneideeinrichtungen 36 werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bevorzugt hinsichtlich ihrer Länge und/oder ihrer Breite geschnitten. Alternativ oder ergänzend können zudem die Materialbahnenwickel 22 geschnitten werden und/oder es sind weiter bevorzugt bestimmte Schnittmuster der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausführbar. Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in einer vorbestimmten Länge, welche durch die anschließende Wickelung, den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist, abgelängt. 2, before or with the winding of the material webs 11, 12, 13, 14, a winding element 35 extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell 17 is operatively connected to at least one surface by means of at least one winding element insertion device 34 upstream of the winding device 21 18 of the material webs 11, 12, 13, 14 to be wrapped. Preferably, at least one of the material webs 11, 12, 13, 14 and/or the material web roll 22 is cut transversely and/or longitudinally to the transport direction T by means of a cutting device 36, preferably arranged before and/or after the winding device 21. A cutting device 36 is shown schematically in FIGS. 1 and 2, which is designed and set up for cutting the material webs 11, 12, 13, M. By means of the cutting devices 36, the material webs 11, 12, 13, 14 are preferably cut in terms of their length and/or their width. Alternatively or additionally, the material web rolls 22 can also be cut and/or, more preferably, certain cutting patterns of the material webs 11, 12, 13, 14 can be carried out. Preferably, the material webs 11, 12, 13, 14 are cut to length in a predetermined length, which is defined by the subsequent winding, the cutting process and/or the corresponding cutting means.
In einer weiteren bevorzugten - in der Fig. 4 dargestellten - Ausführungsform, werden/ wird die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 oder der Materialbahnenwickel 22 in der Wickelstation 23 mittels des Rotationskörpers 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise temperiert und/oder druckbelastet. Weiter bevorzugt werden/wird die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 oder der Materialbahnenwickel 22 in dem Wickelkanal 26 mittels des Rotationskörpers 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise erwärmt und/oder abgekühlt sowie druckbelastet. Durch die Temperierung oder Druckbelastung können weitere Eigenschaften bei den Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder bei dem Materialbahnenwickel 22 erzeugt werden, was durch eine entsprechende Steuerung/Regelung der Dauer der Temperierung oder Druckbelastung entsprechend einstellbar ist. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden bevorzugt vor dem Wickelprozess zumindest bereichsweise miteinander verbunden, um gemeinsam der Wickeleinrichtung 21 zugeführt zu werden. In a further preferred embodiment - shown in FIG pressure loaded. Further preferably, the material webs 11, 12, 13, 14 or the material web roll 22 in the winding channel 26 are heated and/or cooled and subjected to pressure at least in some areas by means of the rotating body 24 and/or the winding support 25. Through the temperature control or pressure load, further properties can be generated in the material webs 11, 12, 13, 14 and/or in the material web roll 22, which can be adjusted accordingly by appropriate control/regulation of the duration of the temperature control or pressure load. The material webs 11, 12, 13, 14 are preferably connected to one another at least in some areas before the winding process in order to be fed together to the winding device 21.
Im Anschluss an den Wickelprozess wird der Materialbahnenwickel 22 in bevorzugten Ausführungen mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung 21 nachgelagert angeordneten - in den Figuren nicht dargestellten - Abgabeeinrichtung von der Wickeleinrichtung 21 abgegeben. Die Abgabeeinrichtung kann beispielsweise in die Transporteinrichtung 19 integriert und/oder der Transporteinrichtung 19 angeschlossen sein, damit ein kontinuierlicher Herstellungs- und Abgabeprozess der Materialbahnenwickel 22 / Energiezellen 17 bereitgestellt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Abgabeeinrichtung vorzugsweise mindestens eine - in den Figuren nicht dargestellte - Fixiereinrichtung, die zum zumindest bereichsweisen Fixieren des Materialbahnenwickels 22 ausgebildet und eingerichtet ist. Hierzu kann beispielsweise ein Klebemittel, beispielsweise ein Klebestreifen, ein Tape oder dergleichen, auf mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder auf einer Ober- fläche des Materialbahnenwickels 22 eingebracht/aufgebracht werden, um ein unerwünschtes Öffnen/Entwickeln des Materialbahnenwickels 22 nach dem Wickeln zu verhindern. Following the winding process, the material web roll 22 is, in preferred embodiments, delivered from the winding device 21 by means of at least one dispensing device arranged downstream of the winding device 21 - not shown in the figures. The delivery device can, for example, be integrated into the transport device 19 and/or connected to the transport device 19, so that a continuous production and delivery process of the material web rolls 22/energy cells 17 is provided. In a further advantageous embodiment, the dispensing device preferably comprises at least one - in the figures not shown - fixing device, which is designed and set up for at least partially fixing the material web roll 22. For this purpose, for example, an adhesive, for example an adhesive strip, a tape or the like, can be introduced/applied to at least one surface of the material webs 11, 12, 13, 14 and/or on a surface of the material web roll 22 in order to prevent undesirable opening/development of the material web winding 22 after winding.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung (10) zur Herstellung von gewickelten Energiezellen (17) aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen (11 , 12, 13, 14), umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung (15) zum Zuführen der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14), eine Transporteinrichtung (19) zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) in Transportrichtung (T) entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung (10), wobei die Transporteinrichtung (19) mindestens ein Transportelement (20) umfasst, und eine Wickeleinrichtung (21 ) zum Wickeln der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) zu einem gewickelten Materialbahnenwickel (22) in einer die Wickeleinrichtung (21 ) umfassenden Wickelstation (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeleinrichtung (21 ) einen antreibbaren Rotationskörper (24) und eine Wickelgegenlage (25) umfasst, wobei der Rotationskörper (24) und die Wickelgegenlage (25) einen in der Wickelstation (23) angeordneten Wickelkanal (26) zur Bildung des Materialbahnenwickels (22) ausbilden und einrichten. 1. Device (10) for producing wound energy cells (17) from at least two material webs (11, 12, 13, 14) arranged one above the other, comprising at least one feed device (15) for feeding the material webs (11, 12, 13, 14) , a transport device (19) for at least partially transporting the material webs (11, 12, 13, 14) in the transport direction (T) along a transport section through the device (10), the transport device (19) comprising at least one transport element (20), and a winding device (21) for winding the material webs (11, 12, 13, 14) into a wound material web roll (22) in a winding station (23) comprising the winding device (21), characterized in that the winding device (21) has a drivable Rotary body (24) and a winding counter (25), wherein the rotary body (24) and the winding counter (25) form and set up a winding channel (26) arranged in the winding station (23) to form the material web roll (22).
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) auf dem Rotationskörper (24) zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals (26) transportierbar sind, wobei der Materialbahnenwickel (22) durch Anlage der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) mit der Wickelgegenlage (25) bildbar ist. 2. Device (10) according to claim 1, characterized in that the material webs (11, 12, 13, 14) on the rotating body (24) can be transported at least partially along the winding channel (26), the material web roll (22) being attached the material webs (11, 12, 13, 14) can be formed with the winding counter (25).
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal (26) entlang des Transportabschnitts derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, dass der Materialbahnenwickel (22) bei einem Transport durch den Wickelkanal (26) mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. 3. Device (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the winding channel (26) is expanded, expandable and / or changeable along the transport section in such a way that the material web roll (22) is transported through the winding channel (26). a given winding can be formed.
4. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgegenlage (25) eine ortsfeste Wickelkontur (28) aufweist, wobei der Wickelkanal (26) in Abhängigkeit von der Wickelkontur (28) und dem Rotationskörper (24) ausgebildet und eingerichtet ist. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelgegenlage (25) zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche (29) aufweist, wobei die strukturierte Oberfläche (29) bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) eine Zustandsänderung mindestens einer der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) ausbildet und einrichtet. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wickelkanal (26) mindestens ein Eingriffselement (31 ) anordenbar oder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Eingriffselement (31 ) auf der Wickelgegenlage (25) in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) bringbar ist oder in den Wickelkanal (26) hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Eingriffselement (31 ) jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage (25) und/ oder durch eine auf dem Rotationskörper (24) vorgesehene Öffnung (32) in den Wickelkanal (26) hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung (21 ) vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung (34) angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle (17) erstreckendes Wickelelement (35) vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche (18) der um das Wickelelement (35) zu wickelnden Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) zu bringen. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) weiter mindestens eine Schneideeinrichtung (36) umfasst, die ausgebildet und eingerichtet ist, mindestens eine der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) und/oder den Materialbahnenwickel (22) quer oder längs zur Transportrichtung (T) zu schneiden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung (21 ) angeordnet. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (24) und/oder die Wickelgegenlage (25) zumindest bereichsweise temperierbar und/oder druckbelastbar ausgebildet und eingerichtet ist/sind, um in der Wickelstation (23) zumindest bereichsweise eine Temperatur und/oder Druck auf die Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) oder den Materialbahnenwickel (22) einzutragen. 4. Device (10) according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the winding support (25) has a stationary winding contour (28), the winding channel (26) depending on the winding contour (28) and the rotating body (24) is trained and set up. Device (10) according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the winding support (25) has a structured surface (29) at least in some areas, the structured surface (29) when engaging with at least one of the material webs (11, 12, 13, 14) forms and sets up a change in state of at least one of the material webs (11, 12, 13, 14). Device (10) according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that at least one engagement element (31) can be arranged or is arranged in the winding channel (26), the at least one engagement element (31) being on the winding counter (25). Active connection with at least one of the material webs (11, 12, 13, 14) can be brought or is designed and set up to protrude into the winding channel (26). Device (10) according to claim 6, characterized in that the at least one engagement element (31) is inserted into the winding channel (26) through an opening (32) provided on the winding counter (25) and/or through an opening (32) provided on the rotating body (24). is designed and set up to be reachable. Device (10) according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that at least one winding element insertion device (34) is arranged upstream of the winding device (21), which is designed and set up to move in the direction of the longitudinal axis of the energy cell (17). extending winding element (35) before or with the winding of the material webs (11, 12, 13, 14) in operative connection with at least one surface (18) of the material webs (11, 12, 13, 14) to be wound around the winding element (35). bring. Device (10) according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the device (10) further comprises at least one cutting device (36) which is designed and set up to cut at least one of the material webs (11, 12, 13, 14 ) and / or to cut the material web roll (22) transversely or longitudinally to the transport direction (T), preferably arranged before and / or after the winding device (21). Device (10) according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the rotating body (24) and/or the winding support (25) are designed to be temperature-controlled and/or pressure-resistant at least in some areas and is/are set up to enter a temperature and/or pressure onto the material webs (11, 12, 13, 14) or the material web roll (22) at least in some areas in the winding station (23).
11. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung (21 ) nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel (22) ausgebildete und eingerichtete Abgabeeinrichtung angeordnet ist. 11. Device (10) according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the winding device (21) is arranged downstream of at least one delivery device designed and set up to deliver the material web rolls (22).
12. Vorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (24) mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements (35) und/oder eines Materialbahnenwickels (22) umfasst. 12. Device (10) according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the rotating body (24) comprises at least one trough for receiving a winding element (35) and / or a material web roll (22).
13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel (22) in der mindestens einen Mulde entlang des Wickelkanals (26) durch zumindest zeitweise Anlage der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) an die Wickelgegenlage (25) bildbar ist. 13. Device (10) according to claim 12, characterized in that the material web roll (22) in the at least one trough along the winding channel (26) by at least temporarily resting the material webs (11, 12, 13, 14) on the winding counter (25 ) can be formed.
14. Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen (17) aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen (11 , 12, 13, 14), umfassend die Schritte: 14. A method for producing wound energy cells (17) from at least two material webs (11, 12, 13, 14) arranged one above the other, comprising the steps:
- Zuführen der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) mittels mindestens einer Zuführeinrichtung (15), - feeding the material webs (11, 12, 13, 14) by means of at least one feed device (15),
- zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) in Transportrichtung (T) entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement (20) umfassenden Transporteinrichtung (19), und - at least partially transporting the material webs (11, 12, 13, 14) in the transport direction (T) along a transport section by means of a transport device (19) comprising a transport element (20), and
- Wickeln der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) zu einem gewickelten Materialbahnenwickel (22) mittels einer eine Wickelstation (23) umfassenden Wickeleinrichtung (21 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel (22) durch einen die Wickeleinrichtung (21 ) umfassenden antreibbaren Rotationskörper (24) und eine Wickelgegenlage (25) in einem in der Wickelstation (23) angeordneten Wickelkanal (26) gebildet wird. - Winding the material webs (11, 12, 13, 14) to form a wound material web reel (22) by means of a winding device (21) comprising a winding station (23), characterized in that the material web reel (22) is formed by a winding device (21). drivable rotating body (24) and a winding support (25) are formed in a winding channel (26) arranged in the winding station (23).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) auf dem Rotationskörper (24) zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals (26) transportiert werden, wobei der Materialbahnenwickel (22) durch Anlage der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) mit der Wickelgegenlage (25) gebildet wird. 15. The method according to claim 14, characterized in that the material webs (11, 12, 13, 14) on the rotating body (24) at least partially along the Winding channel (26) are transported, the material web roll (22) being formed by placing the material webs (11, 12, 13, 14) with the winding counter (25).
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal (26) entlang des Transportabschnitts derart erweitert und/oder verändert wird, dass der Materialbahnenwickel (22) bei einem Transport durch den Wickelkanal (26) mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird. 16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the winding channel (26) is expanded and / or changed along the transport section in such a way that the material web roll (22) is formed with a predetermined winding during transport through the winding channel (26). .
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel (22) durch eine ortsfeste Wickelkontur (28) der Wickelgegenlage (25) und den Rotationskörper (24) entlang des Wickelkanals (26) gebildet wird. 17. The method according to one or more of claims 14 to 16, characterized in that the material web roll (22) is formed by a stationary winding contour (28) of the winding counter (25) and the rotating body (24) along the winding channel (26).
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) mit einer zumindest bereichsweisen strukturierten Oberfläche (29) der Wickelgegenlage (25) zumindest bereichsweise eine Zustandsänderung ausbilden und einrichten. 18. The method according to one or more of claims 14 to 17, characterized in that the material webs (11, 12, 13, 14) by engaging at least one of the material webs (11, 12, 13, 14) with an at least partially structured surface ( 29) of the winding counter (25) form and set up a change of state at least in some areas.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wickelanfang (30) mittels mindestens eines in dem Wickelkanal (26) angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements (31 ) erzeugt wird, wobei das mindestens eine Eingriffselement (31 ) auf der Wickelgegenlage (25) in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) gebracht wird oder in den Wickelkanal (26) zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) hineinragt. 19. The method according to one or more of claims 14 to 18, characterized in that a winding start (30) is generated by means of at least one engagement element (31) which is arranged or can be arranged in the winding channel (26), the at least one engagement element (31). the winding counter (25) is brought into operative connection with at least one of the material webs (11, 12, 13, 14) or protrudes into the winding channel (26) to engage with at least one of the material webs (11, 12, 13, 14).
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Eingriffselement (31 ) jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage (25) und/oder durch eine auf dem Rotationskörper (24) vorgesehene Öffnung (32) zur Erzeugung des Wickelanfangs (30) in den Wickelkanal (26) hineinragt. 20. The method according to claim 19, characterized in that the at least one engagement element (31) each through an opening (32) provided on the winding counter (25) and / or through an opening (32) on the rotating body (24) to produce the start of the winding (30). protrudes into the winding channel (26).
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung (21 ) vorgelagerten Wickelelementein- bringeinrichtung (34) ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle (17) erstreckendes Wickelelement (35) in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche (18) der zu wickelnden Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) gebracht wird. 21. The method according to one or more of claims 14 to 20, characterized in that before or with the winding of the material webs (11, 12, 13, 14) by means of at least one winding element in front of the winding device (21) bringing device (34) a winding element (35) extending in the direction of the longitudinal axis of the energy cell (17) is brought into operative connection with at least one surface (18) of the material webs (11, 12, 13, 14) to be wound.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) und/oder der Materialbahnenwickel (22) quer und/oder längs zur Transportrichtung (T) mittels einer Schneideeinrichtung (36) geschnitten wird/werden, vorzugsweise vor und/ oder nach der Wickeleinrichtung (21 ) angeordnet. 22. The method according to one or more of claims 14 to 21, characterized in that at least one of the material webs (11, 12, 13, 14) and / or the material web roll (22) transversely and / or longitudinally to the transport direction (T) by means of a Cutting device (36) is/are cut, preferably arranged before and/or after the winding device (21).
23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen (11 , 12, 13, 14) oder der Materialbahnenwickel (22) in der Wickelstation (23) mittels des Rotationskörpers (24) und/oder der Wickelgegenlage (25) zumindest bereichsweise temperiert und/oder druckbelastet wird/werden. 23. The method according to one or more of claims 14 to 22, characterized in that the material webs (11, 12, 13, 14) or the material web roll (22) in the winding station (23) by means of the rotating body (24) and / or the Winding counter (25) is/are at least partially tempered and/or subjected to pressure.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel (22) mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung (21 ) nachgelagert angeordneten Abgabeeinrichtung von der Wickeleinrichtung (21 ) abgegeben wird. 24. The method according to one or more of claims 14 to 23, characterized in that the material web roll (22) is delivered from the winding device (21) by means of at least one delivery device arranged downstream of the winding device (21).
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US4975095A (en) * 1989-07-28 1990-12-04 Gates Energy Products, Inc. Method of winding an electrochemical cell and cell produced by the method
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