WO2024023098A1 - Schneidvorrichtung zum schneiden von segmenten für energiezellen von einer zugeführten endlosbahn - Google Patents

Schneidvorrichtung zum schneiden von segmenten für energiezellen von einer zugeführten endlosbahn Download PDF

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counter
knife
drum
rotation
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PCT/EP2023/070598
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Nils Klaper
Karsten Eckert
Frank Grothaus
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Körber Technologies Gmbh
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Definitions

  • Cutting device for cutting segments for energy cells from a fed endless web
  • the present invention relates to a cutting device for cutting segments for energy cells from a fed endless web with the features of the preamble of claim 1.
  • Energy cells or energy storage devices in the sense of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships, aircraft or in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy have to be stored over long periods of time.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each formed from alternating anode sheets and cathode sheets, which are separated from one another by separator sheets which are also manufactured as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then stacked in the predetermined order and connected to each other by lamination.
  • the anode sheets and cathode sheets are first cut from an endless web and then placed individually at intervals on an endless web of separator material.
  • This subsequently formed “double-layer” endless web made of the separator material with the anode sheets or cathode sheets placed on it is then cut into segments again in a second step using a cutting device, the segments in this case being formed in double layers by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged thereon .
  • the endless webs of the separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on them can also be placed on top of each other before cutting, so that an endless web with a first endless layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets placed thereon and a second endless layer of the separator material Anode sheets or cathode sheets placed thereon are formed.
  • This “four-layer” endless web is then cut into segments using a cutting device, which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet resting thereon.
  • the advantage of this solution is that one cut can be saved.
  • a further endless web of a separator material can also be placed on the prefabricated “double-layer” endless web with the endless web of the separator material and the electrodes lying on it, so that a “three-layer” endless web is formed, from which corresponding three-layer segments are then cut.
  • Segments in the sense of this invention are therefore single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer, three-layer or four-layer segments of the structure described above.
  • Another known approach is a machine with continuously running material webs and clocked tools, such as cutting knives and tools for changing the pitch.
  • a condition for the high production output is a high production rate of the stacks of energy cells, which are formed from several segments of the type described above that are stacked on top of each other.
  • Such a device for producing energy cells with a cutting device is known, for example, from DE 10 2017 216 213 A1.
  • the cutting device is implemented here in the form of a laser cutting device, which has a laser directed onto the circumference of a drum, which cuts the segments from an endless path guided on the drum.
  • the disadvantage of this cutting device is that the cutting process requires very precise control of the laser. If the laser beam cannot be aimed directly at the endless web to be cut, it is deflected by a scanner that is stationary in relation to the endless web (remote laser cutting).
  • the scanner includes, among other things, mirrors and associated motors, which limit the speed of the cutting process due to their limited dynamics.
  • a device is also known in which the segments are cut from an endless web by means of a cutting drum driven to rotate with one or more cutting knives and a counter drum with one or more counter knives.
  • the cutting drum and the counter drum are driven in opposite directions of rotation at identical speeds, so that they have a rectified and identical peripheral speed in the opposing sections of the lateral surfaces in relation to the movement of the endless web being fed.
  • the cutting edges of the cutting knives and the counter-knives are arranged parallel to the axes of rotation of the cutting drum and the counter-drum and perpendicular to the rotating movements and cause a vertical line cut through the lines between the cutting drum and
  • the endless path running through the drum and the counter drum is used to cut the segments.
  • a device which has two cutting drums driven in oppositely directed rotational movements, each with a cutting knife.
  • the cutting drums are arranged in such a way that the cutting circles of the cutting edges defined by the cutting edges of the cutting knives do not overlap; the distance between the cutting circles should be 1 to 10 pm.
  • the rotary drive movements of the two cutting drums are coordinated with one another in such a way that the cutting knives with their cutting edges simultaneously cut through the endless path at a predetermined distance of 1 to 10 pm from one another.
  • the cutting edges of the cutting knives are also aligned here parallel to the axes of rotation of the cutting drums and therefore also parallel to one another, so that the cutting edges each cut through the endless web in a line cut across the entire width.
  • the invention is based on the object of providing a cutting device which enables clean, process-reliable cutting of segments for energy cells from an endless web while simultaneously maintaining a high transport speed of the supplied endless web.
  • the cutting edge of the cutting knife slides during the rotational movement of the cutting rotation device, in particular the cutting drum during the cutting of the endless web, in the point-shaped contact on the cutting edge of the counter knife, and the first drive device at least during the sliding of the cutting edge of the cutting knife turn on the cutting edge of the counter knife torque controlled.
  • the torque exerted by the first drive device on the cutting rotation device, in particular on the cutting drum, is the cause of the cutting pressure force exerted by the cutting knife on the counter knife.
  • the proposed torque control of the first drive device thus enables the cutting pressure force to be regulated according to a predetermined course or a predetermined value during the cutting process.
  • the cutting pressure force results directly from the drive torque of the first drive device, taking into account the laws of mechanics and can therefore be calculated from this.
  • the drive torque of the first drive device can preferably be controlled or regulated depending on the position of the cutting knife relative to the counter knife or can be controlled or regulated, whereby, for example, an individual contour of the cutting edge of the cutting knife or the counter knife, for example to achieve an optimized cutting process or even for compensation a wear-related change in the contour of the cutting edge(s) must be taken into account.
  • the position of the cutting knife in relation to the counter-knife is a clear criterion by which the cutting process can be distinguished from the intermediate positions of the cutting knife and the counter-knife in which they do not rest against one another.
  • the position of the cutting knife in relation to the counter knife is dependent on the angular position of the cutting rotation device relative to the angular position of the counter knife, which in turn depends on the angular speed of the cutting rotation device in relation to the counter knife.
  • the regulation or control of the In this case the driving torque of the first drive device is used to change the angular speed of the cutting rotation device between the cutting processes, which in turn controls or regulates the position and location of the respective cutting knife in relation to the counter knife of the subsequent cutting process.
  • the rotation angle position of the cutting rotation device can be detected by means of a rotation angle sensor, whereby the control can be expanded to regulate the position of the cutting knives in order to maintain a predetermined position of the cutting knife in relation to the counter knife.
  • the position of the cutting knife is controlled or can be controlled by means of the first drive device as a function of a position of a predetermined first contact point of the counter knife.
  • the predetermined first contact point is measured individually before the cutting device is put into operation and must be precisely hit on the respective counter knife during each cutting process during operation of the cutting device in order to achieve a clean cut by regulating the position of the cutting knife so that it is at the beginning of the Cutting process with its cutting edge comes into contact with the cutting edge of the counter knife exactly at the predetermined first contact point.
  • the position control of the cutting knives or of the entire cutting rotation device, in particular of the cutting drum, which is made possible via the first drive device is provided, which moves the cutting knives into the predetermined orientation and / or rotation angle position in the phase of the rotational movement before each cutting process, so that they are in the predetermined first contact point the cutting edge of the counter knife comes to a point contact.
  • the drive torque of the first drive device is regulated or controlled or can be regulated or controlled in such a way that a maximum value of overpressure of the cutting knife to the counter knife is not exceeded during cutting.
  • the overpressure of the cutting edges cannot be avoided to a certain extent when exerting the cutting pressure force and is even desirable to ensure that the cutting edges are permanently in contact to achieve a clean cut.
  • the overpressure becomes too high, it is the main cause of damage to the cutting edges and even a breakage of the cutting knife and the counter-knife.
  • the proposed regulation can achieve a clean cut by cutting the cutting edge of the cutting knife during the cutting process always rests with a certain overpressure on the respective cutting edge of the counter knife; on the other hand, the probability of damage to the cutting edges can be reduced at the same time by regulating the movement of the cutting edge of the cutting knife in such a way that the overpressure is limited to a maximum value.
  • the overpressure can be determined via a sensor on the cutting knife, which generates a signal representing the deformation of the cutting knife.
  • the overpressure can also be determined indirectly from the acting drive torque of the first drive device, taking into account the spring stiffness of the cutting knife, the counter knife and the other parts in the force transmission path.
  • the drive torque of the first drive device is regulated depending on a predetermined cutting pressure force to be exerted by the cutting knives on the counter knives.
  • the predetermined cutting pressure force can preferably be constant and/or adapted to the endless web to be cut.
  • the predetermined cutting pressure force can preferably be preset and selected at different levels depending on the material properties of the segments to be cut.
  • the cutting pressure force results from the drive torque of the first drive device and can be determined directly by a corresponding pressure sensor or can be determined indirectly from the drive torque of the first drive device by being calculated from it.
  • the cutting pressure force can be regulated or controlled by increasing or decreasing the drive torque, whereby the rotational angular position of the cutting knife relative to the counter knife can also change.
  • the cutting pressure force can preferably be between 5 and 100 N. If, for example, separator sheets are to be cut from a thin endless web with a thickness of 10 to 20 pm of a tough separator material, a cutting force of 10 to 20 N is sufficient. If segments in the form of thicker anode sheets or cathode sheets are to be cut from an endless web, a cutting force of 20 to 40 N is sufficient. If four-layer mono-cells or preliminary products made from two separator sheets with an electrode arranged between them with a correspondingly higher thickness and stiffness are to be cut, a cutting pressure force of 30 to 100 N can be set.
  • At least two counter knives are provided, and the drive torque of the first drive device is individual to the counter knife depending on the position of the cutting knife in relation to the counter knife which subsequently comes into contact with it in a point-like manner and/or depending on the predetermined first contact point of the subsequent counter knife is regulated or controlled in a counter knife arriving at the system or can be regulated or controlled.
  • the counter knives are individually clamped in the counter drum and/or manufactured through an individual processing process, so that the counter knives and their cutting edges have an individually different orientation, arrangement and/or shape due to unavoidable manufacturing inaccuracies.
  • a storage device is provided with a data set which contains an individualized course of the drive torque and/or the position of the first contact points in relation to the cutting movement of the cutting knife(s) to the counter knife(s).
  • Counter knife represents, and the drive torque of the first drive device is regulated or can be regulated according to the data set.
  • the data set For example, in a calibration process, the counter knife can be created individually for all counter knives of a counter drum, whereby in the calibration process both the first contact points and optimized curves of the drive torque of the first drive device for each cutting edge are determined and stored, which depend, for example, on the geometry and orientation of the cutting edges can be dependent on the counterknife.
  • This data set with the drive torques and first contact points individualized for the counterknife is then used during operation of the cutting device to control and/or regulate the first drive device.
  • a warning device is provided, which is activated depending on whether predetermined tolerances of the alignment of the cutting knife (s) to the counter knife (s) and / or if a counter knife (s) is incorrectly aligned and / or If predetermined tolerances of the shape of the cutting knife (s) or the counter knife (s) are exceeded, it sends out or displays a warning signal.
  • Such incorrect alignment of the cutting knives and/or the counter-knives can, for example, lead to a collision of the cutting knife with the counter-knife and thus to a breakage of one of the two knives.
  • wear-related wear of the cutting edges and a resulting change in shape can lead to a deteriorated cut of the segments, which no longer meets the specified quality requirements.
  • Both states are brought to the attention of the operator by a warning signal, so that the operator can check the cutting device.
  • the cutting device can be stopped for a short time, with the operator then also turning on the cutting knives and the counter knives. can be exchanged or realigned individually or as a whole.
  • a pivoting device or displacement device is provided, with which the cutting drum can be pivoted or displaced from a cutting position into a passive position spaced from the counter knife or knives.
  • the passive position the cutting edge of the cutting knife no longer comes into contact with the cutting edge of the counter knife, and the cutting process is practically interrupted.
  • This passive position of the cutting drum can be used, for example, to check the functionality of the cutting drum and/or the counter drum without a cutting process being carried out and/or the cutting edges coming into contact with one another.
  • the pivoting device or displacement device can also be activated by the operator or automatically after the warning device has been activated, so that the cutting process of the cutting device is interrupted and the maintenance and/or inspection measures can be carried out.
  • a counter-rotation body in particular a counter-drum
  • the counter-knife(s) is or are formed by one or more cutting edges arranged on the counter-rotation body, in particular on the counter-drum.
  • the cut edges can, for example, be incorporated into the lateral surface of the counter drum or can also be provided on separate insert parts which are inserted into corresponding receptacles of the counter drum.
  • a second drive device which drives the counter-rotation body, in particular the counter-drum, to rotate about an axis of rotation, wherein the axis of rotation of the counter-rotation body, in particular the counter-drum, is aligned parallel to the axis of rotation of the cutting rotation device, in particular the cutting drum, and the direction of rotation of the rotational movement of the counter-rotation body, in particular the counter-drum is aligned opposite to the direction of rotation of the cutting rotation device, in particular the cutting drum.
  • the cutting device can be integrated into a drum run with a very high cutting frequency and production capacity of the segments by means of the counter-rotation body provided, which is driven to rotate, in particular by the counter-drum with the counter-knife(s) arranged thereon. Furthermore, the supplied endless webs can be transported in a drum run, cut immediately and, after cutting, further transported and processed in the drum run.
  • the first and/or second drive device of the cutting rotation device are formed by a servomotor.
  • Servomotors have the advantage of very precise and quick controllability, whereby the control of the drive devices can be very easily coupled with one another in a corresponding control program.
  • the servo motors are controlled by controlling the active current and the drive torque exerted on the cutting rotation device and/or the counter-rotation body is thereby changed in order to realize the control and regulation described.
  • the moment of inertia of the cutting rotation device, in particular the cutting drum be preferred is smaller by at least a factor of 100 than the moment of inertia of the counter-rotation body, in particular the counter-drum.
  • the counter-rotation body, in particular the counter-drum is used to transport the endless web until the segments are cut and to transport the segments away from the endless web after cutting. To achieve high production capacity, it is dimensioned with a comparatively large outside diameter and is driven at a constant speed.
  • the cutting rotation device, in particular the cutting drum is the carrier of the cutting knife (s) and is used solely to cut the segments.
  • the cutting rotary device has a much smaller diameter than the counter drum and is driven at a significantly higher speed than the counter rotary body. So that the cutting knife or knives arranged thereon can be moved as quickly and precisely as possible into the above-described predetermined position of the first contact point and alignment with the counter-knife or knives in the predetermined overpressure and while exerting the predetermined cutting edge pressure force on the counter-knife, it has the correspondingly lower moment of inertia on. Furthermore, the required drive torque of the cutting drum and thus the applied cutting pressure force can be regulated and controlled much more precisely.
  • a method for controlling a cutting device in which a data set of a course of the first drive torque and / or the first contact point (s) related to the angle of rotation of the counter-rotation body, in particular the counter-drum, is created in a calibration process. of the counter knife (s) is generated, and the first drive device according to the calibration process determined data record is regulated.
  • the cutting device is calibrated in a calibration process before commissioning by determining a required course of the drive torque of the first drive device of the cutting rotation device, in particular the cutting drum, for a predetermined pressure force between the cutting edges, i.e. for a specific cutting pressure force, and creating a data set from this data is produced.
  • the first contact point optimized for optimal cutting or, in the case of several counter knives the first contact points are determined individually for each counter knife and a data record is generated from this data.
  • the first drive device is then regulated and/or controlled according to these data sets, which enables a cutting process of the segments that is individually optimized for the cutting device.
  • Various sub-data sets can be provided in the data set, which show the torque and/or the torque curve and/or different orientations and arrangements of the cutting knife(s) for different predetermined pressure forces to be exerted by the cutting knife(s) on the counter knife(s) and/or or define predetermined contact points of the different counter knives.
  • the operator can select different cutting forces to be realized, such as 20N or even 50N.
  • the first drive device is then regulated based on the torques provided for in the sub-data sets to realize the cutting forces.
  • the alignment and position of the cutting blade or blades can be controlled by appropriate regulation of the first drive device so that the cutting blade or blades are always in the predetermined contact position.
  • the alignment and position of the cutting knife in relation to the counter-knife is changed by a bearing control or of the cutting knife or control of the movement of the cutting knife, the position control or control being implemented by regulating or controlling the rotational speed and the relative rotation angle of the cutting rotation device to the rotational movement of the counter-rotation body .
  • the proposed method is further developed in that the cutting device is designed according to claim 11, and the pivoting device and / or displacement device depending on a signal from an optical sensor or assigned to the cutting knife (s) and / or the counter knife (s). Compressive force sensor and / or the exceeding of a predetermined reaction force between the cutting knife and the counter knife or semi-automatically controlled by the operator by triggering a control signal.
  • FIG. 1 shows a cutting device according to the invention with a cutting rotation device in the form of a cutting drum and a counter-rotation body in the form of a counter-drum;
  • Fig. 2 shows an enlarged detail of the cutting device with the cutting knife and the counter knife
  • Fig. 3 shows the cutting edges of the cutting drum and the counter drum with an overpressure in an enlarged view
  • Fig. 4 shows an overpressure of the cutting edges over the angle of rotation of the counter drum
  • Fig. 5 shows a cutting drum with a counter-drum and spring-mounted cutting knives
  • Fig. 6 shows the counter drum and cutting drum in a perspective view
  • FIG. 7 shows the counter drum and cutting drum in a perspective view on a machine frame with a pivoting device for the cutting drum
  • Fig. 9 is an enlarged view of the cutting knife of the cutting drum with the counter knife of the counter drum perpendicular to the circumferential direction.
  • FIG. 1 and 2 show a cutting device according to the invention with a cutting rotation device driven counterclockwise in the direction of the arrow in the form of a cutting drum 1 and a counter-rotation body in the form of a counter-drum 2 driven clockwise in the direction of the arrow.
  • the cutting drum 1 and the counter drum 2 are arranged so that that between a lateral surface 12 of the cutting drum 1 and a lateral surface 14 of the counter drum 2 there is a gap 6, into which an endless web 5 of a material to be cut is fed.
  • the endless web 5 can be formed by a web with a cathode or anode material or with a separator material for energy cells, as described in the introduction to the description.
  • the endless web 5 can also be formed by a multi-layer composite web made of a separator material and segments of an anode or cathode material placed thereon, the segments of the anode material or cathode material being able to be cut from an endless web in a previous step by an identical cutting device
  • the endless web 5 rests on a contact surface 19 formed by the lateral surface 14 of the counter drum 2 and is fed into the intermediate space 6 by the rotational movement of the counter drum 2.
  • the endless web 5 can be held on the counter drum 2 solely by web tension or additionally or alternatively by a vacuum device.
  • a cutting knife 3 with a cutting edge 9 is arranged on the cutting drum 1 and projects radially beyond an interface or lateral surface 12, with a recess 13 in the lateral surface 12 of the cutting drum 1 in relation to the direction of rotation upstream of the cutting knife 3 to form a one-sided free space on the cutting drum 1
  • Cutting knife 3 is provided. Due to its radially projecting arrangement, the cutting knife 3 has a free cutting edge 9 on its upstream side, the distance from which to the base body of the cutting drum 1 is through the recess 13 is still enlarged.
  • a counter knife 4 is provided on the counter drum 2, which is arranged so that its radial outer surface is arranged on an identical or almost identical radius as the lateral surface 14 or the contact surface 19.
  • the counter knife 4 thus forms with the lateral surface 14 and the contact surface 19 a continuous, stepless outer surface on which the endless web 5 rests radially on the outside.
  • a recess 10 is provided in the contact surface 19 downstream of the counter knife 4, so that the counter knife 4 has a free cutting edge 8 on its downstream side.
  • the counter knife 4 can be designed as a separate part that is independent of the counter drum 2, so that it can be replaced after wear or breakage.
  • the counter knife 4 can also be formed in one piece with the counter drum 2, in that the counter drum 2 is shaped into the cutting edge 8 on its lateral surface 14.
  • the cutting edge 8 can also be part of an insert part of the counter drum 2, which already has the recess 10 and can also fulfill additional functions.
  • the counter knife 4 in addition to the design of the cutting edge 8, can also have an additional shape to fulfill additional functions.
  • the cutting drum 1 and/or counter-drum 2 should be understood to mean all bodies which are driven to a rotary movement and to which corresponding cutting knives 3 and counter-knives 4 are fixed in the circumferential direction in order to apply the corresponding cutting pressure force during the shearing movement of the endless web 5.
  • a cutting knife 3 and a counter-knife 4 are shown on the cutting drum 1 and on the counter-drum 2, but this does not exclude the possibility that on the cutting drum 1 and on the counter-drum 2 there are also several cutting knives 3 and distributed over the circumference Counter knife 4 are provided.
  • the cutting drum 1 and the counter drum 2 are driven to rotate in opposite directions, so that their lateral surfaces 12 and 14 carry out a movement in the same direction when passing through the intermediate space 6, which corresponds to the transport direction of the fed endless web 5 on the counter drum 2.
  • the cutting drum 1 and the counter drum 2 are each driven to rotate at different peripheral speeds, so that the cutting knife 3 and the counter knife 4 perform a relative movement to one another when passing through the intermediate space 6. This is preferably achieved by the cutting drum 1 and the counter-current mel 2 are driven at identical or different speeds, and the cutting circles of the rotating cutting edges 8 and 9 have different diameters.
  • the cutting drum 1 with the cutting edges 9 of the cutting knives 3 has a larger cutting diameter than the cutting edges 8 of the counter knives 4 of the counter drum 2, so that the peripheral speed of the cutting edges 9 of the cutting knives 3 is greater than the peripheral speed of the cutting edges 8 of the counter knives 4. Due to the identical or different speeds and the different diameters of the cutting circles, the cutting edges 8 and 9 meet each other once in each revolution during a correspondingly synchronized movement and thereby carry out the cutting movement of the endless path 5, which will be described in more detail. Furthermore, the cutting drum 1 can also have a significantly smaller diameter, and the cutting knife or knives can have a significantly smaller cutting circle diameter than the counter drum 2 and the counter knives 4. In this case, a plurality of counter knives 4 are provided on the counter drum 2, and the cutting drum 1 is driven at a significantly higher speed than the counter drum 2.
  • the cutting knife 3 is arranged on the cutting drum 1 in such a way that the cutting edge 8 of the counter knife 4 comes into contact with the cutting edge 9 of the cutting knife 3 in a point-shaped contact S when it passes through the intermediate space 6.
  • the cutting edge 9 of the cutting knife 3 of the cutting drum 1 is at a first angle a of non-zero degrees, preferably at an angle a of 0 to 20 degrees, in relation to the cutting edge 8 of the counter knife 4 in a position tangential to the point-shaped contact S Movement of the cutting edge 8 is aligned with the cutting plane I, as can also be seen in FIG. 2 and FIG. 9.
  • the cutting edges 8 and 9 yield at least slightly due to the resilient properties of the cutting knife 3 and/or the counter knife 4, the cutting edges 8 and 9 do not rest against one another in a mathematical point-shaped contact S.
  • the point-shaped contact S is instead slightly lengthened by the flexibility of the cutting edges 8 and 9.
  • the cutting edge 9 of the cutting knife 3 is aligned with the cutting edge 8 of the counter knife 4 in such a way that it runs at a second angle ⁇ of non-zero degrees in a cutting plane II, which is through the point-shaped contact S and perpendicular to the movement of the cutting edge 8 runs perpendicular to the sectional plane I, as can also be seen in FIG. 2 and FIG. 8.
  • the cutting edge 8 of the counter knife 8 is parallel to the axis of rotation of the counter drum 4 and perpendicular to the longitudinal direction of the endless web 5 held on the counter drum 4 and thus also perpendicular to the circumferential movement of the lateral surface 14 of the counter drum 4 and the feed movement of the endless web 5.
  • the cutting knife 3 with the cutting edge 9 comes to a point-shaped contact contact on the cutting edge 8 of the counter knife 4 and thereby cuts through the endless web 5 adjacent to it. Since the cutting edge 8 of the Counter knife 4 of the counter drum 2 is moved at a smaller circumferential speed than the cutting edge 9 of the cutting knife 3 of the cutting drum 1, the point-shaped contact S of the cutting edge 9 of the cutting knife 3 slides on the cutting edge 8 of the counter knife 4 in the longitudinal direction of the cutting edge 8 of the counter knife 4 and cuts through the endless path 8 in one of the geometry the cutting line corresponding to the cutting edge 8 of the counter knife 4.
  • the counter knife 4 of the counter drum 2 is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the endless web 5, so that a segment 7 with a vertical cutting edge is cut off from the endless web 5 by the cut.
  • the cut is made according to the shearing principle in a continuous cut transverse to the longitudinal extent of the endless web 5, whereby a very clean and precisely shaped cutting edge of the segments 7 can be achieved.
  • the recess 10 provided downstream of the counter knife 4 enables the cutting knife 3 of the cutting drum 1 to dip radially inwards during the cutting movement downstream of the counter knife 4 through the imaginary extension of the lateral surface 14 of the counter drum 2. This results in a vertical cut through the endless web 5.
  • the circular arc of the cutting movement corresponds to the angle of rotation of the counter drum 2 starting from the first cutting contact of the endless web 5 up to the angle of rotation of the complete cut of the endless web 5.
  • cutting dust adhering to the counter knife 4 is not wiped off on the material edge of the segment 7, and the knife cleaning of the cutting knives 3 and the counter knife 4 can be carried out at a maximum distance, preferably at a position of the counter drum 2 and the cutting drum 3 rotated by 180 degrees, without to contaminate the endless track 5.
  • the cut of the segments 7 is realized here with a cutting edge 8 of the counter knife 4 directed perpendicular to the endless web 5 and parallel to the axis of rotation of the counter drum 2, which is advantageous in that, firstly, a vertical cut through the endless web 5 can be realized and Secondly, the endless web 5 resting on the lateral surface 14 is not twisted about its longitudinal axis during the cutting process.
  • the cutting edge 8 of the counter knife 4 it is also conceivable to arrange the cutting edge 8 of the counter knife 4 at an angle to the axis of rotation of the counter drum 2 in relation to a plane tangent or perpendicular to the lateral surface 14, if the cut requires this, or the cut is further improved as a result.
  • the geometry of the cutting edges 8 and 9 can be seen in a section along the cutting plane I as viewed from above.
  • the cutting edges 8 and 9 are aligned with one another at a first angle a of approximately 2 to 5 degrees and thereby come into contact with one another in the point-shaped contact S during the subsequent orbital movement.
  • the second angle ⁇ can be seen in FIG. 8, which here is also approximately 2 to 5 degrees.
  • the cutting edges 8 and 9 first come into contact with one another on one side in the point-shaped contact S shown in FIG. 2.
  • the rotational movements of the cutting drum 1 and the counter drum 2 are coordinated with one another in such a way that the two cutting edges 8 and 9 come into contact with one another during rotation according to the course described above to a point-shaped contact S and cut the endless web 5.
  • the cutting process absolutely requires contact, since otherwise the shearing movement can be interrupted or is not carried out cleanly, which would worsen the cutting quality of the segments 7. So that this contact is not lost, the movement of the cutting drum 1 and the counter drum 2 in conjunction with the alignment and arrangement of the sheaths 8 and 9 is designed so that the cutting knife 3 comes into contact with an overpressure Ü the cutting edge 8 of the counter knife 4, as can be seen in Figure 3.
  • the cutting knife 3 thereby exerts a cutting force on the counter knife 4 and vice versa.
  • the overpressure Ü does not cause the counter knife 4 to penetrate with its cutting edge 8 into the cutting edge 9 of the cutting knife 3, as shown in FIG.
  • the illustration is only intended to make the principle of overpressure Ü more clear. Instead, the cutting knife 3 and/or the counter knife 4 is slightly pushed away using its resilient properties, which also lengthens the point-shaped contact S somewhat.
  • 4 shows a course of the overpressure Ü over the angle of rotation £ of the counter drum 4 for a cutting width s of the endless web of 100 mm. Furthermore, the overpressure Ü can be seen relative to the cutting width of the endless web 5.
  • the overpressure Ü leads to an elastic movement of the cutting knife 3 and the counter knife 4 and, in extreme cases, can lead to a knife breakage or damage to one of the cutting edges 8 or 9, provided that the plastic deformation limit is locally exceeded.
  • the cutting edges 8 and 9 or even just one of the cutting edges 8 or 9 can be slightly concave, i.e. curved inwards, the concave shape ideally corresponding to the negative shape of the measured convex overpressure Ü. Due to this concave shape of the cutting edges 8 or 9, the maximum overpressure Ü can be reduced and ideally equalized without the contact between the cutting edges 8 and 9 being lost during the cutting process.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the invention, in which a recess 10 is arranged on the counter knives 4 upstream of the rotational movement of the counter drum 2, so that the free cutting edge 8 of the counter knife 4 is arranged on the upstream side of the counter knife 4 is.
  • the cutting knives 3 of the cutting drum 1 are arranged here so that their free cutting edges 9 are arranged downstream of the direction of rotation of the cutting drum 1.
  • the cutting process takes place here in that the cutting drum 1 with the cutting knives 3 and the cutting edges 9 arranged thereon is driven to a higher peripheral speed than the counter knives 4 of the counter drum 2, so that the cutting knife 3 with its cutting edge 9 is on the cutting edge 8 of the respective counter knife 4 slides off and cuts the endless web 5 according to the principle described above.
  • the cutting blades 3 of the cutting drum 1 are resiliently mounted by springs 15, so that the cutting forces acting between the cutting edges 8 and 9 are reduced by the cutting blades 3 being able to carry out an evasive movement.
  • stiffer cutting blades 3 can be used without increasing the probability of damage in the form of a blade breakage.
  • the above-described overpressure Ü of the cutting edges 8 and 9 can be reduced without them losing their contact. Much more Due to the intended spring force of the springs 15 and their arrangement, further design parameters are available to influence the cutting process.
  • the cutting drum 3 and the counter-drum 4 are driven independently of one another by different drive devices, it is also possible to control the drive movement of the cutting drum 3 and the counter-drum 4 depending on the cutting forces acting. This can prevent the exceeding of a predetermined cutting pressure force and the resulting possible knife breakage.
  • the different circumferential speeds of the cutting edges 8 and 9 are achieved here with identical speeds and different cutting circle diameters of the cutting edges 8 and 9.
  • the cutting drum 1 and the counter drum 2 are driven with different drive devices, i.e. with individual drives, it would also be conceivable to control the speed of the cutting drum 1 and the counter drum 2 differently and individually and thereby also increase the relative speeds of the cutting edges 8 and 9 during the cutting process control or bring about.
  • the overpressure Ü of the cutting edges 8 and 9 can be controlled in such a way that the load on the cutting edges 8 and 9 is reduced and possible knife breakage is avoided.
  • FIG. 6 shows the cutting drum 1 with a first drive device 100 and the counter drum 2 with a second drive device 200, each of which is connected to a control and storage device 400 by means of a control line.
  • the first and second drive devices 100 and 200 are each designed as easy-to-control servo motors and drive the cutting drum 1 and the counter drum 2 to the rotational movements shown in FIGS. 1 and 2 in order to align them parallel to one another. ted axes of rotation.
  • the cutting drum 1 has a significantly smaller diameter than the counter drum 2 and is the carrier of three cutting knives 3 projecting radially outwards.
  • the counter drum 2 on the other hand, has a significantly larger diameter and is the carrier of a large number of counter knives 4, which are used in the processing of the Arc lengths have a distance from each other that corresponds to the length of the segments to be cut. Furthermore, the cutting drum 1 has a moment of inertia about its axis of rotation that is 100 times smaller than the counter drum 2.
  • the cutting drum 1 is driven by the first drive device 100 at a significantly higher speed about its axis of rotation than the counter drum 2 by the second drive device 200.
  • the speed of the cutting drum 1 is selected taking into account its diameter and the number of cutting knives 3 so that one cutting knife 3 slides off the counter knives 4 of the counter drum 2 when passing through a defined cutting position and thereby cuts the endless web 5.
  • the first drive device 100 of the cutting drum 1 is torque-controlled, ie the drive torque exerted by the first drive device 100 on the cutting drum 1 is controllable.
  • the cutting pressure force exerted by the cutting knife 3 on the counter knife 4 and the endless path 5 arranged between them during the cutting process can be regulated to a predetermined value.
  • the cutting drum 1 can thereby be consciously accelerated or decelerated during the rotational movements between the cutting processes, so that the cutting blades 3 at the beginning of the cutting process are in a predetermined contact point to rest against the respective countermeasure. Ser 4 reach.
  • the drive torque of the first drive device 100 can preferably be controlled or regulated depending on the position or location of the cutting knife 3 relative to the counter knife 4 that subsequently comes into contact.
  • the drive torque of the first drive device 100 driving the cutting drum 1 is thus practically controlled as a function of the angle of rotation of the counter drum 2 due to the stationary arrangement of the counter knives 4 on the counter drum 2 or is regulated taking into account the signal of a rotation angle sensor assigned to the cutting drum 1.
  • the rotational movement of the cutting drum 1 is controlled or regulated in such a way that the cutting knives 4 arranged thereon are arranged in a predetermined rotational angle position and position relative to the counter knife 4, at least during the first contact point and the subsequent cutting movement.
  • the control or regulation of the first drive device 100 can therefore also be viewed as a position control of the cutting blades 3 according to a predetermined position profile.
  • the drive torque of the first drive device 100 is regulated while the cutting edges 8 and 9 are in contact with one another in such a way that the cutting pressure force corresponds to a predetermined value.
  • the cutting edge 9 of the cutting drum 3 exerts a predetermined pressure force on the cutting edge 8 of the counter knife.
  • the drive torque of the first drive device 100 can be regulated so that the overpressure Ü does not exceed a maximum value, thereby enabling a clean cut of the endless web 5 with a reduced probability of damage to the cutting blades 3 and the counter blades 4.
  • the drive torque of the first drive device 100 can be further regulated so that the overpressure Ü also has a minimum value. value does not fall below, so that the cutting knives 3 do not lose contact with the counter knives 4 during the cutting process of the endless web 5.
  • the overpressure Ü does not have to be measured; it can also be determined from the drive torque of the first drive device 100, taking into account the spring stiffness of the cutting knife 3, the counter knife 4 and the parts involved in the force transmission path.
  • the speed of the counter drum 2 is preferably constant, while the regulation of the cutting pressure force, overpressure Ü and position of the cutting knives 3 relative to the counter knives 4 in the first contact point and during sliding is preferably carried out solely by regulating and / or controlling the drive torque of the first drive device 100 .
  • This is advantageous in that the cutting drum 1 has a significantly lower moment of inertia about its axis of rotation, preferably at least a factor of 100, and the rotational movement and alignment of the cutting blades 3 can therefore be regulated more easily, quickly and precisely than the counter-drum 2 with the significantly larger outside diameter and moment of inertia.
  • the second drive device 200 can also be able to regulate the speed and/or the drive torque of the counter drum 2, so that a further manipulated variable is available for further refined control.
  • the cutting drum 1 is rotated to such an extent that its cutting knife 3 rests against the first contact point of the counter knife 4.
  • the arrangement and/or orientation of the cutting knife 3 relative to the counter knife 4 and/or the orientation, arrangement and/or the angle of rotation of the cutting drum mel 1 to the counter drum 2 in connection with the drive torque to be applied is logged in a data record and stored in the storage device 400. This process is repeated for at least one last contact point of the same counter knife 4, at which the cutting knife 3 of the cutting drum loses contact with the counter knife 4.
  • the angle of rotation of the cutting drum 3 and the drive torque to be applied by the first drive device 100 for the respective cutting pressure force for each of the counter knives 4 are recorded in at least two rotation angle positions during a cutting process, namely at the first contact and the last contact.
  • This process is repeated by continuing to rotate the cutting drum 1 and the counter drum 2 exactly as in the subsequent operation until the same cutting knife 3 or the subsequent cutting knife 3 comes into contact with the subsequent counter knife 4 for the first time.
  • the first contact points and the drive torques to be achieved of the first drive device 100 for the respective sheath pressure force are measured individually for each of the counter knives 4.
  • a data set is created for the specified cutting pressure force, at which angle of rotation the cutting drum 1 must be aligned with the counter-drum 2 for each cutting process, so that the cutting knife 3 of the cutting drum 1 can be positioned at the predetermined first contact point of the respective counter-knife 4.
  • the data set can also contain data such as the drive torque of the first drive device 100 and thus the angle of rotation of the cutting drum 1 and the position of the cutting knife 3 must be regulated and controlled during the cutting process so that the cutting knives 3 are connected to the cutting process respective counter knives 4 rest with the desired cutting pressure force.
  • the data contains in particular the rotation angle positions of the cutting drum 3 and the counter drum 4 and the changes in the relative rotation angles for each of the counter knives 4, the changes in the relative rotation angles being able to be achieved by the cutting knives 3 of the cutting drum 1 being rotated by the control of the drive torque of the first drive device 100 are deliberately slightly delayed or accelerated and/or apply to the counter knives 4 of the counter drum 2 with a higher or lower cutting pressure force.
  • the number of cutting knives 3 is significantly smaller than the number of counter knives 4, they carry out several cutting processes on different counter knives 4 during one revolution of the counter drum 2, their arrangement and/or orientation being determined by the torque control of the first drive device 100 during each cutting process can be regulated individually in relation to each counter knife 4.
  • the drive torque of the first drive device 100 can be regulated in such a way that the cutting pressure force and the overpressure calculated taking into account the mechanical laws do not exceed a maximum value and the overpressure does not fall below a minimum value.
  • the pivoting device 500 is first activated, and the cutting drum 3 is moved with its cutting knives 3 so far towards the counter knives 4 that the cutting edges 9 of the cutting knives 3 are arranged in a cutting position on a defined cutting circle.
  • the operator sets a predetermined target value for the cutting pressure force on a corresponding input device.
  • the corresponding sub-data set is then called up from the storage device 400 and the cutting device is regulated and controlled according to this sub-data set after initialization.
  • the first drive device 100 and thus the rotational movement of the cutting drum 1 is controlled according to the data record called up so that the first cutting knife 3 comes to rest exactly in the defined first contact point of the next counter knife 4, the counter knife 4 the counter drum 2 is identified based on the rotational angular position of the counter drum 2 and then the associated first contact point of exactly this counter knife 4 is called up beforehand.
  • the drive torque of the first drive device 100 is regulated so that the predetermined cutting pressure force is maintained, taking into account a predetermined tolerance.
  • the cutting pressure force can be regulated directly by changing the drive torque of the first drive device 100, without the need for additional pressure force sensors.
  • the position and/or the position progression of the cutting blades 3 relative to the individual counterblade 4 is the target variable to be realized in the control loop and the drive torque of the first drive device 100 is the manipulated variable in the control loop.
  • the drive torque of the first drive device 100 can be achieved, for example, by a current control, provided that the first drive device 100 is implemented in the form of a servomotor.
  • the arrangement and/or alignment of the cutting blades 3 and/or the cutting drum 1 can also be regulated additionally depending on the signals from the pressure force sensors and/or optical sensors or rotation angle sensors assigned to the counter blades 4 and/or the cutting blades 3, so that in addition the Wear and a change in the geometry of the cutting blades 3 and/or the counter blades 4 can be taken into account. Furthermore, this makes it possible to identify extreme cases that require the cutting device to be switched off. For this purpose, an acoustic, optical or haptic signal that can be perceived by the operator can be generated so that the operator can deactivate the cutting device before serious damage occurs. Such a shutdown or deactivation of the cutting device can also be carried out if an error is detected in a higher-level device of the system and the power fails overall.
  • the cutting device can be deactivated very easily in a very short period of time by activating a pivoting device 500, for example in the form of two pneumatic cylinders with a corresponding pivoting mechanism, and the cutting drum 1 suddenly and independently of its rotational angle position is pivoted away from the counter drum 4 into a passive position, so that the cutting knives 3 no longer come into contact with the counter knives 4, or the contact is removed. This means that a collision between the cutting knives 3 and the counter knives 4 can be actively prevented.
  • the same activation of the pivoting device 500 can also be carried out for maintenance of the cutting device and the higher-level system.
  • the cutting drum 1 can also be pivoted away from the counter drum 2 if the cutting process of the endless web 5 is to be interrupted for other reasons.
  • the deactivation of the cutting device can preferably be carried out automatically by pivoting the cutting drum 1 into the passive position.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten (7) für Energiezellen von einer in einen Zwischenraum (6) in eine Schnittebene (I) zugeführten Endlosbahn (5), mit -einer mittels einer ersten Antriebseinrichtung (100) zu einer Drehbewegung um eine Drehachse angetriebenen, auf einer Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Schneidrotationseinrichtung mit wenigstens einem von einer Grenzfläche der Schneidrotationseinrichtung radial nach außen vorstehendem Schneidmesser (3), insbesondere einer Schneidtrommel (1) mit wenigstens einem von einer Mantelfläche der Schneidtrommel (2) radial nach außen vorstehenden Schneidmesser (3), wobei -die Schneide (9) des Schneidmessers (3) während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) während des Schneidens der Endlosbahn (5) in dem punktförmigen Kontakt (S) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) abgleitet, und -die erste Antriebseinrichtung (100) zumindest während des Abgleitens der Schneide (9) des Schneidmessers (3) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) drehmomentgeregelt ist.

Description

Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils aus sich abwechselnden Anodenblättern und Kathodenblättern, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind, gebildet. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig jeweils durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Ferner kann auf die vorgefertigte „doppellagige Endlosbahn mit der Endlosbahn des Separatormaterials und den aufliegenden Elektroden auch eine weitere Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt werden, so dass eine „dreilagige“ Endlosbahn gebildet wird, von der dann entsprechend dreilagige Segmente geschnitten werden. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterial, Anodenmaterials oder Kathodenma- terials, doppellagige, dreilagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobilität erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produktionsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zellformationen ist hier nicht möglich.
Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser, Werkzeuge zur Teilungsänderung.
Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe, und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller bewegte Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer.
Um die Produktionskosten der Batterieherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind.
Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten ist es dabei wünschenswert, die Endlosbahnen aus dem Material der Segmente kontinuierlich zuzuführen und dann die Segmente von diesen kontinuierlich zugeführten Endlosbahnen mittels einer Schneidvorrichtung in dem laufenden Prozess abzuschneiden. Dies ist insbesondere bei den Anodenblättern und Kathodenblättern der Fall, welche geschnitten werden und anschließend in Abständen auf eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt werden.
Eine solche Vorrichtungen zur Herstellung von Energiezellen mit einer Schneidvorrichtung ist zum Beispiel aus der DE 10 2017 216 213 A1 bekannt. Die Schneidvorrichtung ist hier in Form einer Laserschneidvorrichtung verwirklicht, welche einen auf den Umfang einer Trommel gerichteten Laser aufweist, der die Segmente von einer auf der Trommel geführten Endlosbahn schneidet. Nachteilig bei dieser Schneideinrichtung ist es, dass der Schneidvorgang eine sehr genaue Ansteuerung des Lasers erfordert. Sofern der Laserstrahl nicht direkt auf die zu schneidenden Endlosbahn gerichtet werden kann, wird dieser durch einen gegenüber der Endlosbahn feststehenden Scanner abgelenkt (Remote Laserschneiden). Der Scanner umfasst unter anderem Spiegel und zugeordnete Motoren, welche aufgrund ihrer begrenzten Dynamik dem Schnittvorgang in der Geschwindigkeit Grenzen setzen.
Aus der Druckschrift US 6,585,846 B1 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, in welcher die Segmente mittels einer zu einer Drehbewegung angetriebene Schneidtrommel mit einem oder mehreren Schneidmessern und einer Gegentrommel mit einem oder mehreren Gegenmessern von einer Endlosbahn geschnitten werden. Die Schneidtrommel und die Gegentrommel werden in entgegengesetzte Drehrichtungen mit identischen Drehzahlen angetrieben, so dass sie in den einander gegenüberstehenden Abschnitten der Mantelflächen in Bezug zu der Bewegung der zugeführten Endlosbahn eine gleichgerichtete und identische Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Die Schneiden der Schneidmesser und der Gegenmesser sind parallel zu den Drehachsen der Schneidtrommel und der Gegentrommel und senkrecht zu den Umlaufbewegungen angeordnet und bewirken einen senkrechten Linienschnitt durch die zwischen der Schneidtrom- mel und der Gegentrommel hindurchlaufende Endlosbahn zum Schneiden der Segmente.
Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass die Drehbewegungen der Schneidtrommel und der Gegentrommel sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, und dass insbesondere Drehzahldifferenzen in jedem Fall vermieden werden müssen, da ein sauberer Schnitt durch die Endlosbahn ansonsten nicht erreicht werden kann. Ferner schneiden die Schneiden der Schneidmesser und der Gegenmesser hier mit ihrer gesamten Länge gleichzeitig durch die Endlosbahn, wozu entsprechend hohe Schnittkräfte erforderlich sind. Dadurch ist die zu realisierende Schnittbreite begrenzt, und es tritt ein erhöhter Verschleiß der Schneiden in Verbindung mit einer verschlechterten Schnittqualität auf.
Aus der Druckschrift WO 2019 / 092 585 A2 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, welche zwei zu entgegengesetzt gerichteten Drehbewegungen angetriebene Schneidtrommeln mit jeweils einem Schneidmesser aufweist. Die Schneidtrommeln sind so angeordnet, dass sich die durch die Schneiden der Schneidmesser definierten Schnittkreise der Schneiden nicht überlappen, wobei der Abstand der Schnittkreise 1 bis 10 pm betragen soll. Die Antriebsdrehbewegungen der beiden Schneidtrommeln sind so aufeinander abgestimmt, dass die Schneidmesser mit ihren Schneiden gleichzeitig aber in einem vorgegebenen Abstand von 1 bis 10 pm zueinander durch die Endlosbahn schneiden. Die Schneiden der Schneidmesser sind auch hier parallel zu den Drehachsen der Schneidtrommeln und damit auch parallel zueinander ausgerichtet, so dass die Schneiden jeweils in einem Linienschnitt über die gesamte Breite durch die Endlosbahn schneiden. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass auch hier die Drehbewegungen der Schneidtrommeln sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit die beiden Schneiden zur Erzielung eines sauberen Schnittes in einer definierten Ausrichtung zueinander durch die Endlosbahn schneiden. Neben den oben beschriebenen Nachteilen der hohen Schnittkräfte, der begrenzten Schnittbreite, des erhöhten Verschleißes und der verschlechterten Schnittqualität setzt diese Vorrichtung zusätzlich eine sehr genaue Positionierung der Schneidtrommeln und der daran umlaufenden Schneiden zu der Gegentrommel voraus, damit der geforderte Abstand nicht unterschritten wird, da die Schneiden ansonsten kollidieren können. Ferner darf der Abstand der Schnittkreise der Schneiden der Schneidtrommel und der Gegentrommel auch nicht größer als der vorgegebene Abstand von 1 bis 10 pm sein, da ansonsten kein sauberer Schnitt erreicht wird, da die Schneiden jeweils gegeneinander das für den Schnitt erforderliche Widerlager bilden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung bereitzustellen, welche ein sauberes, prozesssicheres Schneiden von Segmenten für Energiezellen von einer Endlosbahn bei einer gleichzeitig hohen Transportgeschwindigkeit der zugeführten Endlosbahn ermöglicht.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schneide des Schneidmessers während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel während des Schneidens der Endlosbahn in dem punktförmigen Kontakt an der Schneide des Gegenmessers abgleitet, und die erste Antriebseinrichtung zumindest während des Abgleitens der Schneide des Schneidmessers an der Schneide des Gegenmessers dreh- momentgeregelt ist.
Das von der ersten Antriebseinrichtung auf die Schneidrotationseinrichtung, insbesondere auf die Schneidtrommel ausgeübte Drehmoment ist ursächlich für die von dem Schneidmesser auf das Gegenmesser ausgeübte Schneidenandruckkraft. Damit wird durch die vorgeschlagene Drehmomentregelung der ersten Antriebseinrichtung eine Regelung der Schneidenandruckkraft gemäß eines vorbestimmten Verlaufs oder eines vorbestimmten Wertes während des Schneidvorganges ermöglicht. Die Schneidenandruckkraft ergibt sich dabei unmittelbar aus dem Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung unter Berücksichtigung der Gesetze der Mechanik und kann dadurch aus diesem herausgerechnet werden.
Dabei kann das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung bevorzugt in Abhängigkeit von der Position des Schneidmessers zu dem Gegenmesser gesteuert oder geregelt werden oder steuerbarbar oder regelbar sein, wodurch z.B. eine individuelle Kontur der Schneide des Schneidmessers oder des Gegenmessers z.B. zur Verwirklichung eines optimierten Schnittvorganges oder auch zur Kompensation einer verschleißbedingten Änderung der Kontur der Schneide(n) berücksichtigt werden. Ferner ist die Position des Schneidmessers zu dem Gegenmesser ein eindeutiges Kriterium anhand dessen der Schneidvorgang von den Zwischenstellungen des Schneidmessers und des Gegenmessers unterschieden werden kann, in denen sie nicht aneinander anliegen. Die Position des Schneidmessers zu dem Gegenmesser ist dabei abhängig von der Drehwinkelstellung der Schneidrotationseinrichtung zu der Drehwinkelstellung des Gegenmessers, welche wiederum von der Drehwinkelgeschwindigkeit der Schneidrotationseinrichtung in Bezug zu dem Gegenmesser abhängig ist. Die Regelung oder Steuerung des An- triebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung wird in diesem Fall zu einer Veränderung der Drehwinkelgeschwindigkeit der Schneidrotationseinrichtung zwischen den Schnittvorgängen genutzt, wodurch wiederum die Position und Lage des jeweiligen Schneidmesser zu dem Gegenmesser des nachfolgenden Schnittvorganges gesteuert oder geregelt wird. Hierzu kann die Drehwinkelstellung der Schneidrotationseinrichtung mittels eines Drehwinkelsensor detektiert werden, wodurch die Steuerung zu einer Regelung der Position der Schneidmesser zur Einhaltung einer vorbestimmten Position des Schneidmessers zu dem Gegenmesser erweitert werden kann.
Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass die Lage des Schneidmessers mittels der ersten Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von einer Lage eines vorgegebenen ersten Kontaktpunktes des Gegenmessers gesteuert wird oder steuerbar ist. Der vorgegebene erste Kontaktpunkt wird vor der Inbetriebnahme der Schneidvorrichtung individuell eingemessen und muss bei dem Betrieb der Schneidvorrichtung bei jedem Schneidvorgang an dem jeweiligen Gegenmesser zur Verwirklichung eines sauberen Schnittes genau getroffen werden, indem das Schneidmesser in seiner Lage so geregelt wird, dass es zu Beginn des Schneidvorganges mit seiner Schneide genau in dem vorgegebenen ersten Kontaktpunkt zur Anlage an der Schneide des Gegenmessers gelangt. Hierzu ist die über die erste Antriebseinrichtung ermöglichte Lageregelung der Schneidmesser oder auch der gesamten Schneidrotationseinrichtung insbesondere der Schneidtrommel vorgesehen, welche die Schneidmesser in der Phase der Drehbewegung vor jedem Schnittvorgang in die vorbestimmte Ausrichtung und/oder Drehwinkelstellung verfährt, so dass sie in dem vorbestimmten ersten Kontaktpunkt zu einer punktförmigen Anlage der Schneide des Gegenmessers gelangen. Die Regelung oder Steuerung des Antriebsmomentes der Schneidrotationseinrichtung entspricht in dieser Phase einer Lageregelung oder Steuerung der Schneidrotationseinrichtung und der Schneidmesser durch eine Veränderung des Drehwinkels.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung derart geregelt oder gesteuert wird oder regelbar oder steuerbar ist, dass ein Maximalwert einer Überdrückung des Schneidmessers zu dem Gegenmesser während des Schneidens nicht überschritten wird. Die Überdrückung der Schneiden ist einerseits bei der Ausübung der Schneidenandruckkraft bis zu einem gewissen Maß nicht zu vermeiden und zur Sicherstellung einer permanenten Anlage der Schneiden zur Verwirklichung eines sauberen Schnittes sogar wünschenswert. Wird die Überdrückung jedoch zu hoch, stellt sie die maßgebliche Ursache für eine Beschädigung der Schneiden bis hin zu einem Bruch des Schneidmessers und des Gegenmessers dar. Damit kann durch die vorgeschlagene Regelung einerseits ein sauberer Schnitt verwirklicht werden, indem die Schneide des Schneidmessers während des Schnittvorganges immer mit einer bestimmten Überdrückung an der jeweiligen Schneide des Gegenmessers anliegt, andererseits kann gleichzeitig die Schadenswahrscheinlichkeit der Schneiden reduziert werden, indem die Bewegung der Schneide des Schneidmessers so geregelt wird, dass die Überdrückung auf einen Maximalwert begrenzt ist. Dabei kann die Überdrückung einerseits über einen Sensor an dem Schneidmesser ermittelt werden, welcher ein die Verformung des Schneidmessers repräsentierendes Signal erzeugt. Alternativ kann die Überdrückung auch indirekt aus dem wirkenden Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung unter Berücksichtigung der Federsteifigkeiten des Schneidmessers, des Gegenmessers und der weiteren Teile in dem Kraftübertragungsweg ermittelt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung in Abhängigkeit einer vorgegebenen von den Schneidmessern auf die Gegenmesser auszuübenden Schneidenandruckkraft geregelt ist. Dabei kann die vorgegebene Schneidenandruckkraft bevorzugt konstant und/oder an die zu schneidende Endlosbahn angepasst sein. Dabei kann die vorbestimmte Schneidenandruckkraft bevorzugt voreingestellt und in Abhängigkeit von dem Materialeigenschaften der zu schneidenden Segmente unterschiedlich hoch gewählt werden. Die Schneidenandruckkraft ergibt sich dabei aus dem Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung und kann direkt durch einen entsprechenden Drucksensor ermittelt werden oder aus dem Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung indirekt ermittelt werden, indem sie aus diesem errechnet wird. Dabei kann die Schneideandruckkraft geregelt oder gesteuert werden, indem das Antriebsmoment erhöht oder verringert wird, wobei sich zusätzlich die Drehwinkelstellung des Schneidmessers zu dem Gegenmesser verändern kann.
Dabei kann die Schneidenandruckkraft bevorzugt zwischen 5 und 100 N betragen. Sofern z.B. Separatorblätter von einer dünnen Endlosbahn mit einer Dicke von 10 bis 20 pm eines zähen Separatormaterials geschnitten werden sollen, reicht eine Schneidenandruckkraft von 10 bis 20 N aus. Sofern Segmente in Form von dickeren Anodenblättern oder Kathodenblättern von einer Endlosbahn geschnitten werden sollen, reicht eine Schneidenandruckkraft von 20 bis 40 N aus. Sofern vierlagige Monozellen oder Vorprodukte aus zwei Separatorblättern mit einer dazwischen angeordneten Elektrode mit einer entsprechend höheren Dicke und Steifigkeit geschnitten werden sollen, kann eine Schneidenandruckkraft von 30 bis zu 100 N eingestellt werden. Weiter wird vorgeschlagen, dass wenigstens zwei Gegenmesser vorgesehen sind, und das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung gegenmesserindividuell in Abhängigkeit von der Position des Schneidmessers zu dem nachfolgend daran in einem punktförmigen Kontakt zur Anlage gelangenden Gegenmesser und/oder in Abhängigkeit von dem vorgegebenen ersten Kontaktpunkt des nachfolgend daran in einem zur Anlage gelangenden Gegenmessers geregelt oder gesteuert wird oder regelbar oder steuerbar ist. Die Gegenmesser werden individuell in der Gegentrommel eingespannt und/oder durch einen individuellen Bearbeitungsvorgang hergestellt, so dass die Gegenmesser und ihre Schneiden eine bedingt durch nicht zu vermeidende fertigungstechnische Ungenauigkeiten individuell unterschiedliche Ausrichtung, Anordnung und/oder Formgebung aufweisen. Diese unterschiedliche Ausrichtung, Anordnung und/oder Formgebung kann nun durch eine gegenmesserindividuelle Regelung der ersten Antriebseinrichtung bei dem Schneidvorgang soweit kompensiert werden, dass deren Einfluss auf die Qualität des Schnittvorganges reduziert ist. Ferner wird das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung und die Lage der Schneidmesser gegenmesserindividuell so gesteuert oder geregelt, dass das Schneidmesser immer genau in dem vorher gegenmesserindividuell ausgemessen ersten Kontaktpunkt des jeweiligen Gegenmessers zu Beginn des Schneidvorganges zur Anlage gelangt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Speichereinrichtung mit einem Datensatz vorgesehen ist, welcher einen in Bezug auf die Schneidbewegung des oder der Schneidmesser(s) zu dem oder den Ge- genmesser(n) individualisierten Verlauf des Antriebsmomentes und/oder die Lage der ersten Kontaktpunkte der Gegenmesser repräsentiert, und das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung nach dem Datensatz geregelt wird oder regelbar ist. Der Datensatz kann z.B. in einem Einmeßverfahren der Gegenmesser individuell für alle Gegenmesser einer Gegentrommel erstellt werden, wobei in dem Einmeßvorgang sowohl die ersten Kontaktpunkte als auch für jede Schneide optimierte Verläufe des Antriebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung ermittelt und gespeichert werden, welche z.B. von der Geometrie und Ausrichtung der Schneiden der Gegenmesser abhängig sein können Dieser Datensatz mit den für die Gegenmesser individualisierten Antriebsmomenten und ersten Kontaktpunkte wird dann im Betrieb der Schneidvorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der ersten Antriebseinrichtung verwendet.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Warneinrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem Überschreiten vorbestimmter Toleranzen der Ausrichtung des oder der Schneidmesser(s) zu dem oder den Gegenmesser(n) und/oder bei einer fehlerhaften Ausrichtung eines Gegenmesser(s) und/oder bei einem Überschreiten vorbestimmter Toleranzen der Form des oder der Schneidmesser(s) oder des oder der Gegenmesser (s) ein Warnsignal aussendet oder zur Anzeige bringt. Eine solche fehlerhafte Ausrichtung der Schneidmesser und/oder der Gegenmesser kann z.B. zu einer Kollision des Schneidmessers mit dem Gegenmesser und damit zu einem Bruch einer der beiden Messer führen. Ferner kann eine verschleißbedingte Abnutzung der Schneiden und eine dadurch bedingte Formänderung zu einem verschlechterten Schnitt der Segmente führen, welcher den vorgegebenen Qualitätsanforderungen nicht mehr entspricht. Beide Zustände werden durch ein Warnsignal der Bedienperson zur Wahrnehmung gebracht, so dass diese eine Prüfung der Schneidvorrichtung vornehmen kann. Hierzu kann die Schneidvorrichtung kurzzeitig angehalten werden, wobei die Bedienperson die Schneidmesser und die Gegenmesser dann auch ein- zeln oder insgesamt austauschen oder neu ausrichten kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Schwenkeinrichtung oder Verschiebeeinrichtung vorgesehen ist, mit der die Schneidtrommel aus einer Schneidstellung in eine von dem oder den Gegenmesser(n) beabstandeten Passivstellung verschwenkbar oder verschiebbar ist. In der Passivstellung gelangt die Schneide des Schneidmessers nicht mehr in Kontakt mit der Schneide des Gegenmessers, der Schnittvorgang ist damit praktisch unterbrochen. Diese Passivstellung der Schneidtrommel kann z.B. zum Prüfen der Funktionsfähigkeit der Schneidtrommel und/oder der Gegentrommel genutzt werden, ohne dass dabei ein Schnittvorgang vollzogen wird und/oder die Schneiden aneinander zur Anlage gelangen. Ferner kann die Schwenkeinrichtung oder Verschiebeeinrichtung auch nach einer Aktivierung der Warneinrichtung von der Bedienperson oder auch automatisch aktiviert werden, so dass der Schnittvorgang der Schneidvorrichtung unterbrochen wird und die Wartungs- und/oder Inspektionsmaßnahmen durchgeführt werden können.
Weiter wird vorgeschlagen, dass ein Gegenrotationskörper, insbesondere eine Gegentrommel vorgesehen ist, und das oder die Gegenmesser durch eine oder mehrere an dem Gegenrotationskörper, insbesondere an der Gegentrommel angeordnete Schnittkanten gebildet ist oder sind. Die Schnittkanten können z.B. in die Mantelfläche der Gegentrommel eingearbeitet sein oder auch an gesonderten Einsatzteilen vorgesehen sein, welche in entsprechende Aufnahmen der Gegentrommel eingesetzt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine zweite Antriebseinrichtung vorgesehen ist, welche den Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel zu einer Drehbewegung um eine Drehachse antreibt, wobei die Drehachse des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel parallel zu der Drehachse der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel ausgerichtet ist, und die Drehrichtung der Drehbewegung den Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel ausgerichtet ist. Durch den vorgesehenen, zu einer Drehbewegung angetriebenen Gegenrotationskörper, insbesondere durch die Gegentrommel mit dem oder den daran angeordneten Gegen- messer(n) kann die Schneidvorrichtung in einen Trommellauf mit einer sehr hohen Schnittfrequenz und Produktionskapazität der Segmente integriert werden. Ferner können die zugeführten Endlosbahnen in einem Trommellauf transportiert, unmittelbar geschnitten und nach dem Schneiden in dem Trommellauf weitertransportiert und verarbeitet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste und/oder zweite Antriebseinrichtung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel und/oder des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel durch einen Servomotor gebildet sind. Servomotoren haben den Vorteil einer sehr genauen und schnellen Regelbarkeit, wobei die Regelung der Antriebseinrichtungen in einem entsprechenden Steuerprogramm sehr einfach miteinander gekoppelt werden kann. Dabei werden die Servomotoren durch eine Steuerung des Wirkstromes gesteuert und dadurch das auf die Schneidrotationseinrichtung und/oder den Gegenrotationskörper ausgeübte Antriebsdrehmoment zur Verwirklichung der beschriebenen Steuerung und Regelung verändert.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Trägheitsmoment der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel, Vorzugs- weise um wenigstens den Faktor 100, kleiner als das Trägheitsmoment des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel ist. Der Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel dient dem Transport der Endlosbahn bis zum Schneiden der Segmente und dem Abtransport der Segmente nach dem Schneiden von der Endlosbahn. Zur Verwirklichung einer hohen Produktionskapazität ist sie mit einem vergleichsweisen großen Außendurchmesser bemessen und wird zu einer konstanten Drehzahl angetrieben. Die Schneidrotationseinrichtung, insbesondere die Schneidtrommel hingegen ist Träger des oder der Schneidmesser(s) und dient allein dem Schneiden der Segmente. Die Schneidrotationseinrichtung weist einen sehr viel geringeren Durchmesser als die Gegentrommel auf und wird zu einer erheblich höheren Drehzahl als der Gegenrotationskörper angetrieben. Damit das oder die daran angeordnete Schneidmesser möglichst schnell und präzise in die oben beschriebene vorbestimmte Position des ersten Kontaktpunktes und Ausrichtung zu dem oder den Gegenmessern in der vorbestimmten Überdrückung und unter Ausübung der vorbestimmten Schneidenandruckkraft auf das Gegenmesser verfahren werden kann, weist sie das entsprechend geringere Trägheitsmoment auf. Ferner kann hierdurch das erforderliche Antriebsdrehmoment der Schneidtrommel und damit die ausgeübte Schneidenandruckkraft sehr viel feiner geregelt und gesteuert werden.
Weiter wird ein Verfahren zur Steuerung einer Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, vorgeschlagen bei dem in einem Einmessverfahren ein Datensatz eines auf den Drehwinkel des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel bezogener Verlauf des ersten Antriebsmomentes und/oder der oder des ersten Kontaktpunkte(s) des oder der Gegenmesser(s) erzeugt wird, und die erste Antriebseinrichtung nach dem in dem Einmessverfahren ermittelten Datensatz geregelt wird. In dem vorgeschlagenen Verfahren wird die Schneidvorrichtung in einem Einmessverfahren vor der Inbetriebnahme eingemessen, indem für eine vorbestimmte Druckkraft zwischen den Schneiden also für eine bestimmte Schneidenandruckkraft ein dafür erforderlicher Verlauf des Antriebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung der Schneidrotationseinrichtung insbesondere der Schneidtrommel ermittelt wird und aus diesen Daten eine Datensatz erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich werden der für ein optimales Schneiden optimierte erste Kontaktpunkt oder bei mehreren Gegenmessern die ersten Kontaktpunkte gegenmesserindividuell ermittelt und aus diesen Daten ein Datensatz erzeugt. Im Betrieb der Schneidvorrichtung wird die erste Antriebseinrichtung dann nach diesen Datensätzen geregelt und/oder gesteuert, wodurch ein genemesserindividuell optimierter Schneidvorgang der Segmente ermöglicht wird.
Dabei können in dem Datensatz verschiedene Unterdatensätze vorgesehen sein, welche das Drehmoment und/oder den Drehmomentverlauf und/oder verschiedene Ausrichtungen und Anordnungen der der oder des Schneidmessers für verschiedene vorgegebene von dem oder den Schneidmesser(n) auf das oder die Gegenmesser auszuübende Druckkräfte und/oder vorgegebene Kontaktpunkte der verschiedene Gegenmesser definieren. Durch die vorgesehenen Unterdatensätze kann die Bedienperson verschiedene zu verwirklichende Schnittkräfte wie z.B 20N oder auch 50N auswählen, die erste Antriebseinrichtung wird dann anhand entsprechend der in den Unterdatensätzen dafür vorgesehenen Drehmomente zur Verwirklichung der Schnittkräfte geregelt. Ferner kann die Ausrichtung und Position der oder des Schneidmessers durch eine entsprechende Regelung der ersten Antriebseinrichtung so gesteuert werden, dass das oder die Schneidmesser immer in dem vorbestimmten Kontakt- punkt an dem jeweiligen Gegenmesser zu Beginn des Schnittvorganges zur Anlage gelangt. Dabei wird die Ausrichtung und Position des Schneidmessers zu dem Gegenmesser durch eine Lagerregelung oder des Schneidmessers oder Steuerung der Bewegung des Schneidmessers verändert, wobei die Lageregelung oder Steuerung durch die Regelung oder Steuerung der Drehgeschwindigkeit und des relativen Drehwinkels der Schneidrotationseinrichtung zu der Drehbewegung des Gegenrotationskörper verwirklicht ist.
Das vorgeschlagene Verfahren wird weiterentwickelt, indem die Schneidvorrichtung nach Anspruch 11 ausgebildet ist, und die Schwenkeinrichtung und/oder Verschiebeeinrichtung in Abhängigkeit von einem Signal von einem dem oder den Schneidmesser(n) und/oder dem oder den Gegenmesser(n) zugeordneten optischen Sensor oder Druckkraftsensor und/oder dem Überschreiten einer vorbestimmten Reaktionskraft zwischen dem Schneidmesser und dem Gegenmesser oder halbautomatisch durch die Auslösung eines Steuersignals durch die Bedienperson gesteuert wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung mit einer Schneidrotationseinrichtung in Form einer Schneidtrommel und einem Gegenrotationskörper in Form einer Gegentrommel; und
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Schneidvorrichtung mit dem Schneidmesser und dem Gegenmesser; und Fig. 3 die Schneiden der Schneidtrommel und der Gegentrommel mit einer Überdrückung in einer vergrößerten Darstellung; und
Fig. 4 eine Überdrückung der Schneiden über dem Drehwinkel der Gegentrommel; und
Fig. 5 eine Schneidtrommel mit einer Gegentrommel und federnd gelagerten Schneidmessern; und
Fig. 6 die Gegentrommel und Schneidtrommel in perspektivischer Ansicht; und
Fig. 7 die Gegentrommel und Schneidtrommel in perspektivischer Ansicht an einem Maschinengestell mit einer Schwenkeinrichtung der Schneidtrommel;
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung des Schneidmessers der Schneidtrommel mit dem Gegenmesser der Gegentrommel in der Umfangsrichtung; und
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des Schneidmessers der Schneidtrommel mit dem Gegenmesser der Gegentrommel senkrecht zu der Umfangsrichtung.
In den Figuren 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung mit einer in Pfeilrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn angetriebenen Schneidrotationseinrichtung in Form einer Schneidtrommel 1 und einem Gegenrotationskörper in Form einer im Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung angetriebenen Gegentrommel 2 zu erkennen. Die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 sind so angeordnet, dass zwischen einer Mantelfläche 12 der Schneidtrommel 1 und einer Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 ein Zwischenraum 6 vorhanden ist, in welchen eine Endlosbahn 5 eines zu schneidenden Materials zugeführt wird. Die Endlosbahn 5 kann durch eine Bahn mit einem Kathoden- oder Anodenmaterial oder mit einem Separatormaterial für Energiezellen gebildet sein, wie dies in der Beschreibungseinleitung beschrieben ist. Ferner kann die Endlosbahn 5 auch durch eine mehrlagige Verbundbahn aus einem Separatormaterial und darauf aufgelegten Segmenten aus einem Anoden- oder Katho- denmaterial gebildet sein, wobei die Segmente des Anodenmaterials oder Kathodenmaterials in einem vorgelagerten Schritt durch eine identische Schneidvorrichtung von einer Endlosbahn geschnitten sein können
Die Endlosbahn 5 liegt an einer durch die Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 gebildeten Anlagefläche 19 an und wird durch die Drehbewegung der Gegentrommel 2 in den Zwischenraum 6 zugeführt. Dabei kann die Endlosbahn 5 allein durch eine Bahnspannung oder zusätzlich oder alternativ auch durch eine Unterdruckeinrichtung an der Gegentrommel 2 gehalten werden.
An der Schneidtrommel 1 ist ein radial über eine Grenzfläche oder Mantelfläche 12 vorstehendes Schneidmesser 3 mit einer Schneide 9 angeordnet, wobei in Bezug zu der Drehrichtung stromaufwärts zu dem Schneidmesser 3 eine Vertiefung 13 in der Mantelfläche 12 der Schneidtrommel 1 zur Bildung eines einseitigen Freiraumes an dem Schneidmesser 3 vorgesehen ist. Das Schneidmesser 3 weist aufgrund seiner radial vorstehenden Anordnung an seiner stromaufwärts angeordneten Seite eine freie Schneide 9 auf, deren Abstand zu dem Grundkörper der Schneidtrommel 1 durch die Vertiefung 13 noch vergrößert ist.
An der Gegentrommel 2 ist ein Gegenmesser 4 vorgesehen, welches so angeordnet ist, dass seine radiale Außenfläche auf einem identischen oder nahezu identischen Radius angeordnet ist wie die Mantelfläche 14 bzw. die Anlagefläche 19. Das Gegenmesser 4 bildet damit mit der Mantelfläche 14 und der Anlagefläche 19 eine kontinuierliche, stufenlose Außenfläche, an der die Endlosbahn 5 radial außen anliegt. Ferner ist in Bezug zu der Drehrichtung der Gegentrommel 2 stromabwärts zu dem Gegenmesser 4 eine Vertiefung 10 in der Anlagefläche 19 vorgesehen, so dass das Gegenmesser 4 an seiner stromabwärts angeordneten Seite eine freie Schneide 8 aufweist. Das Gegenmesser 4 kann als gesondertes von der Gegentrommel 2 unabhängiges Teil ausgebildet sein, so dass es nach einem Verschleiß oder Bruch ausgetauscht werden kann. Das Gegenmesser 4 kann aber ebenso einstückig mit der Gegentrommel 2 ausgebildet sein, indem die Gegentrommel 2 an ihrer Mantelfläche 14 zu der Schneide 8 geformt ist. Dabei kann die Schneide 8 auch Teil eines Einsatzteils der Gegentrommel 2 sein, welches bereits die Vertiefung 10 aufweist und daneben zusätzliche Funktionen erfüllen kann. Anders ausgedrückt kann das Gegenmesser 4 neben der Ausbildung der Schneide 8 auch eine zusätzliche Formgebung zur Erfüllung zusätzlicher Funktionen aufweisen.
Als Schneidtrommel 1 und/oder Gegentrommel 2 sollen alle Körper verstanden werden, welche zu einer Drehbewegung angetrieben werden, und an denen entsprechende Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 in Umfangsrichtung fixiert sind, um die entsprechende Schneidenandruckkraft während der Abscherbewegung der Endlosbahn 5 aufzubringen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind an der Schneidtrommel 1 und an der Gegentrommel 2 jeweils ein Schneidmesser 3 und ein Gegenmesser 4 dargestellt, wodurch aber nicht ausgeschlossen ist, dass an der Schneidtrommel 1 und an der Gegentrommel 2 auch mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 vorgesehen sind. Im Gegenteil kann es sogar sinnvoll sein, mehrere über die Umfänge der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 gleichmäßig verteilt angeordnete Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 vorzusehen, wenn dadurch zum Schneiden von Segmenten 7 mit einer vorbestimmten Länge günstigere Schneidverhältnisse erreicht werden können oder die Schneidfrequenz bei gleicher Drehzahl erhöht werden soll. Sofern z.B. Segmente 7 einer Länge von 100 mm geschnitten werden sollen, sind die Gegenmesser 4 dann so angeordnet, dass sie die Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 in Umfangsabschnitte mit einer Kreisbogenlänge von jeweils 100 mm unterteilen. Dabei ist die Anzahl der Gegenmesser 4 auf die Transportgeschwindigkeit der zugeführten Endlosbahn 5 und die Drehzahl der Gegentrommel 2 abgestimmt.
Die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 werden zu entgegengesetzt ausgerichteten Drehbewegungen angetrieben, so dass sie mit ihren Mantelflächen 12 und 14 beim Passieren des Zwischenraumes 6 eine gleichgerichtete Bewegung ausführen, welche der Transportrichtung der zugeführten Endlosbahn 5 auf der Gegentrommel 2 entspricht. Die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 werden dabei jeweils zu Drehbewegungen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben, so dass das Schneidmesser 3 und das Gegenmesser 4 beim Passieren des Zwischenraumes 6 eine Relativbewegung zueinander ausführen. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, indem die Schneidtrommel 1 und die Gegentrom- mel 2 mit identischen oder unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, und die Schneidkreise der umlaufenden Schneiden 8 und 9 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dabei weist die Schneidtrommel 1 mit den Schneiden 9 der Schneidmesser 3 einen größeren Schneiddurchmesser auf als die Schneiden 8 der Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2, so dass die Umfangsgeschwindigkeit der Schneiden 9 der Schneidmesser 3 größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Schneiden 8 der Gegenmesser 4. Aufgrund der identischen oder unterschiedlichen Drehzahlen und der unterschiedlichen Durchmesser der Schnittkreise, treffen die Schneiden 8 und 9 bei einer entsprechend synchronisierten Bewegung in jedem Umlauf einmal aufeinander und führen dabei die anschließend noch näher beschriebene Schneidbewegung der Endlosbahn 5 aus. Ferner kann die Schneidtrommel 1 aber auch einen erheblich kleineren Durchmesser aufweisen, und das oder die Schneidmesser können einen erheblich kleineren Schneidkreisdurchmesser als die Gegentrommel 2 und die Gegenmesser 4 aufweisen. In diesem Fall sind an der Gegentrommel 2 eine Vielzahl von Gegenmessern 4 vorgesehen, und die Schneidtrommel 1 wird zu einer erheblich höheren Drehzahl als die Gegentrommel 2 angetrieben.
Das Schneidmesser 3 ist so an der Schneidtrommel 1 angeordnet, dass die Schneide 8 des Gegenmessers 4 beim Durchlaufen des Zwischenraumes 6 in einem punktförmigen Kontakt S an der Schneide 9 des Schneidmessers 3 zur Anlage gelangt. Dazu ist die Schneide 9 des Schneidmessers 3 der Schneidtrommel 1 in einem ersten Winkel a von ungleich null Grad, bevorzugt in einem Winkel a von 0 bis 20 Grad in Bezug zu der Schneide 8 des Gegenmessers 4 in einer durch den punktförmigen Kontakt S tangential zu der Bewegung der Schneide 8 verlaufenden Schnittebene I ausgerichtet, wie auch in der Figur 2 und den Figuren 9 zu erkennen ist. Da die Schneiden 8 und 9 aufgrund der federnden Eigenschaften des Schneidmessers 3 und/oder des Gegenmessers 4 zumindest geringfügig nachgeben, liegen die Schneiden 8 und 9 nicht in einem mathematischen punktförmigen Kontakt S aneinander an. Der punktförmige Kontakt S wird stattdessen durch die Nachgiebigkeit der Schneiden 8 und 9 geringfügig verlängert.
Ferner ist die Schneide 9 des Schneidmessers 3 so zu der Schneide 8 des Gegenmessers 4 ausgerichtet, dass sie in einem zweiten Winkel ß von ungleich null Grad in einer Schnittebene II verläuft, welche durch den punktförmigen Kontakt S und senkrecht zu der Bewegung der Schneide 8 also senkrecht zu der Schnittebene I verläuft, wie auch in der Figur 2 und der Figur 8 zu erkennen ist.
Die Schneide 8 des Gegenmessers 8 ist parallel zu der Drehachse der Gegentrommel 4 und senkrecht zu der Längsrichtung der auf der Gegentrommel 4 gehaltenen Endlosbahn 5 und damit auch senkrecht zu der Umfangsbewegung der Mantelfläche 14 der Gegentrommel 4 und der Zuführbewegung der Endlosbahn 5 ausgerichtet.
Aufgrund der beschriebenen Schrägstellung der Schneide 9 des Schneidmessers 3 zu der Schneide 8 des Gegenmessers 4 gelangt das Schneidmesser 3 mit der Schneide 9 zu einer punktförmigen Kontaktanlage an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 und durchtrennt dabei die daran anliegende Endlosbahn 5. Da die Schneide 8 des Gegenmessers 4 der Gegentrommel 2 mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit bewegt wird als die Schneide 9 des Schneidmessers 3 der Schneidtrommel 1 , gleitet der punktförmige Kontakt S der Schneide 9 des Schneidmessers 3 an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 in Längsrichtung der Schneide 8 des Gegenmessers 4 ab und durchtrennt dabei die Endlosbahn 8 in einer der Geometrie der Schneide 8 des Gegenmessers 4 entsprechenden Schnittlinie. Das Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2 ist senkrecht zu der Längsrichtung der Endlosbahn 5 ausgerichtet, so dass durch den Schnitt ein Segment 7 mit einer senkrechten Schnittkante von der Endlosbahn 5 abgeschnitten wird. Der Schnitt erfolgt dabei nach dem Abscherprinzip in einem kontinuierlichen Schnitt quer zu der Längserstreckung der Endlosbahn 5, wodurch eine sehr saubere und formgenaue Schnittkante der Segmente 7 realisiert werden kann.
Dabei bewirkt die Schrägstellung der Schneide 9 zu der Schneide 8 in der Schnittebene I in Verbindung mit der durch die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten verwirklichten Relativbewegung der Schneiden 8 und 9 zueinander das seitliche Abgleiten der Schneide 9 des Schneidmessers 3 in dem punktförmigen Kontakts S an der Schneide 8 des Gegenmessers 4. Durch die Schrägstellung der Schneide 9 in der Schnittebene II wird das Abgleiten weiter auch unter einer Kompensation der durch die Kreisbewegung der Schneide 8 des Gegenmessers 4 bedingten Abstandsverringerung und/oder Abstandvergrößerung der Schneide 8 zu der Schneidtrommel 1 ermöglicht. Dabei ermöglicht die stromabwärts des Gegenmessers 4 vorgesehene Vertiefung 10, dass das Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 während der Schneidbewegung stromabwärts zu dem Gegenmesser 4 radial nach innen durch die gedachte Verlängerung der Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 eintauchen kann. Damit ergibt sich ein senkrechter Schnitt durch die Endlosbahn 5. Der Kreisbogen der Schneidbewegung entspricht dem Drehwinkel der Gegentrommel 2 beginnend von dem ersten Schnittkontakt der Endlosbahn 5 bis zu dem Drehwinkel des vollständigen Schnittes der Endlosbahn 5. Durch das Eintauchen des abgeschnittenen Endes des Segmentes 7 in die Vertiefung 10 werden die Schnittkanten des abgeschnittenen Segmentes 7 und des Endes der an dem Gegenmesser 2 noch anliegenden Endlosbahn 5 räumlich voneinander getrennt, wodurch es ermöglicht wird, die Schnittflächen durch eine Absaugung gezielter zu säubern. Außerdem wird an dem Gegenmesser 4 anhaftender Schneidstaub nicht an der Materialkante des Segmentes 7 abgestreift, und die Messerreinigung der Schneidmesser 3 und der Gegenmesser 4 kann in einer maximalen Entfernung bevorzugt an einer um 180 Grad gedrehten Stellung der Gegentrommel 2 und der Schneidtrommel 3 erfolgen, ohne die Endlosbahn 5 zu verschmutzen.
Da die beiden Schneiden 8 und 9 während der Schneidbewegung in dem punktförmigen Kontakt S aneinander anliegen, ist ein Teil der Endlosbahn 5 bis zu dem vollständigen Schnitt über die Schnittlinie hinweg immer noch verbunden. Ferner liegt die Endlosbahn 5 nach dem Schnitt mit ihrem freien Ende an der Außenseite des Gegenmessers 4 an, welche stufenlos in die Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 übergeht. Dieses freie Ende der Endlosbahn 5 bildet dann das zweite Ende des nachfolgend geschnittenen Segmentes 7.
Der Schnitt der Segmente 7 ist hier mit einer senkrecht zu der Endlosbahn 5 und parallel zu der Drehachse der Gegentrommel 2 gerichteten Schneide 8 des Gegenmessers 4 verwirklicht, was insofern von Vorteil ist, da dadurch erstens ein senkrechter Schnitt durch die Endlosbahn 5 realisiert werden kann und zweitens die an der Mantelfläche 14 anliegende Endlosbahn 5 während des Schneidvorganges nicht in sich um ihre Längsachse verdreht wird. Es ist aber auch denkbar, die Schneide 8 des Gegenmessers 4 in einem Winkel zu der Drehachse der Gegentrommel 2 in Bezug einer die Mantelfläche 14 tangierenden oder senkrecht schneidenden Ebene anzuordnen, sofern der Schnitt dies erfordert, oder der Schnitt dadurch weiter verbessert wird.
In der Figur 9 ist die Geometrie der Schneiden 8 und 9 in einem Schnitt entlang der Schnittebene I in Blickrichtung von oben zu erkennen. Die Schneiden 8 und 9 sind in einem ersten Winkel a von ca. 2 bis 5 Grad zueinander ausgerichtet und gelangen dadurch während der nachfolgenden Umlaufbewegung in dem punktförmigen Kontakt S zur Anlage aneinander. In der Figur 8 ist der zweite Winkel ß zu erkennen, welcher hier ebenfalls ca. 2 bis 5 Grad beträgt. Die Schneiden 8 und 9 gelangen dadurch zuerst an einer Seite in dem in der Figur 2 zu erkennenden punktförmigen Kontakt S zur Anlage aneinander. Während der weiteren Umlaufbewegung der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 4 gleitet die Schneide 9 des Schneidmessers 3 an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 ab und führt dabei die Schnittbewegung der Endlosbahn 5 aus, wobei durch den zweiten Winkel ß der sich dabei verändernde Abstand der Schneiden 8 und 9 kompensiert wird.
Die Drehbewegungen der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 sind so aufeinander abgestimmt, dass die beiden Schneiden 8 und 9 während des Umlaufens nach dem oben beschriebenen Verlauf zu einem punktförmigen Kontakt S zur Anlage aneinander gelangen und die Endlosbahn 5 schneiden. Der Schneidvorgang erfordert zwingend einen Kontakt, da die Abscherbewegung ansonsten unterbrochen werden kann oder nicht sauber ausgeführt wird, wodurch die Schnittqualität der Segmente 7 verschlechtert werden würde. Damit dieser Kontakt nicht verlorengeht, ist die Bewegung der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 in Verbindung mit der Ausrichtung und Anordnung der Scheiden 8 und 9 so ausgelegt, dass das Schneidmesser 3 mit einer Überdrückung Ü zur Anlage an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 gelangt, wie in der Figur 3 zu erkennen ist. Das Schneidmesser 3 übt dadurch eine Schneidenandruckkraft auf das Gegenmesser 4 und umgekehrt aus. Die Überdrückung Ü führt selbstverständlich nicht dazu, dass das Gegenmesser 4 mit seiner Schneide 8 in die Schneide 9 des Schneidmessers 3 eindringt, wie dies in der Figur 3 gezeigt ist. Die Darstellung soll nur das Prinzip der Überdrückung Ü anschaulicher machen. Stattdessen wird das Schneidmesser 3 und oder das Gegenmesser 4 unter Ausnutzung seiner federnden Eigenschaften leicht weggedrückt, wodurch im Übrigen auch der punktförmige Kontakt S etwas verlängert wird. In der Figur 4 ist ein Verlauf der Überdrückung Ü über dem Drehwinkel £ der Gegentrommel 4 für eine Schnittbreite s der Endlosbahn von 100 mm zu erkennen. Ferner ist die Überdrückung Ü relativ zu der Schnittbreite der Endlosbahn 5 zu erkennen. Der Drehwinkel 8 = 0 Grad in den Diagrammen entspricht dem Beginn der Schnittbewegung. Die Überdrückung Ü steigt zu Beginn der Schnittbewegung in einem konvexen Verlauf bis zu einem Maximum an und fällt dann wieder steil ab.
Die Überdrückung Ü führt zu einer elastischen Bewegung des Schneidmessers 3 und des Gegenmessers 4 und kann im Extremfall zu einem Messerbruch oder einer Beschädigung einer der Schneiden 8 oder 9 führen, sofern dabei die plastische Verformungsgrenze lokal überschritten wird. Um diesem Effekt entgegenzutreten, können die Schneiden 8 und 9 oder auch nur eine der Schneiden 8 oder 9 leicht konkav also nach innen gekrümmt sein, wobei die konkave Form idealerweise der Negativform der gemessenen konvexen Überdrückung Ü entspricht. Durch diese konkave Form der Schneiden 8 oder 9 kann das Maximum der Überdrückung Ü reduziert und im Idealfall egalisiert werden, ohne dass der Kontakt der Schneiden 8 und 9 während des Schnittvorganges verlorengeht. In der Folge können die auf die Schneiden 8 und 9 wirkenden Kräfte reduziert und damit die Schadenswahrscheinlichkeit des Schneidmessers 3 und des Gegenmessers 4 verringert werden. Ferner kann der Bruch der Schneidmesser 3 und der Gegenmesser 4 bzw. deren Schneiden 8 und 9 auch durch die Verwendung eines federnden Werkstoffs für die Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 vermieden werden, so dass diese zumindest geringfügig nachgeben können.
In der Figur 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der an den Gegenmessern 4 stromaufwärts zu der Drehbewegung der Gegentrommel 2 jeweils eine Vertiefung 10 angeordnet ist, so dass die freie Schneide 8 des Gegenmessers 4 an der stromaufwärts angeordneten Seite des Gegenmessers 4 angeordnet ist. Die Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 sind hier so angeordnet, dass ihre freien Schneiden 9 stromabwärts zu der Drehrichtung der Schneidtrommel 1 angeordnet sind. Der Schnittvorgang erfolgt hier dadurch, indem die Schneidtrommel 1 mit den Schneidmessern 3 und den daran angeordneten Schneiden 9 zu einer höheren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird als die Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2, so dass das Schneidmesser 3 mit seiner Schneide 9 an der Schneide 8 des jeweiligen Gegenmessers 4 abgleitet und die Endlosbahn 5 nach dem oben beschriebenen Prinzip schneidet. Ferner sind die Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 durch Federn 15 federnd gelagert, so dass die zwischen den Schneiden 8 und 9 wirkenden Schnittkräfte reduziert werden, indem die Schneidmesser 3 eine Ausweichbewegung ausführen können. Hierdurch können steifere Schneidmesser 3 verwendet werden, ohne dass die Schadenswahrscheinlichkeit in Form eines Messerbruches vergrößert wird. Durch die federnde Lagerung der Schneidmesser 3 kann die oben beschriebene Überdrückung Ü der Schneiden 8 und 9 verringert werden, ohne dass sie ihren Kontakt verlieren. Vielmehr stehen durch die vorgesehene Federkraft der Federn 15 und deren Anordnung weitere Auslegungsparameter zur Verfügung, um den Schnittvorgang zu beeinflussen. Sofern die Schneidtrommel 3 und die Gegentrommel 4 von verschiedenen Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander angetrieben werden, ist es auch möglich, die Antriebsbewegung der Schneidtrommel 3 und der Gegentrommel 4 in Abhängigkeit von den wirkenden Schnittkräften zu steuern. Dadurch kann das Überschreiten einer vorbestimmten Schneidenandruckkraft und ein dadurch bedingter möglicher Messerbruch verhindert werden. Die unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Schneiden 8 und 9 ist hier mit identischen Drehzahlen und unterschiedlichen Schnittkreisdurchmessern der Schneiden 8 und 9 verwirklicht. Sofern die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 mit unterschiedlichen Antriebseinrichtungen also mit Einzelantrieben angetrieben werden, wäre es auch denkbar, die Drehzahl der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 unterschiedlich und individuell zu steuern und dadurch zusätzlich die Relativgeschwindigkeiten der Schneiden 8 und 9 während des Schnittvorganges zu steuern bzw. herbeizuführen. Insbesondere kann dadurch die Überdrückung Ü der Schneiden 8 und 9 so gesteuert werden, dass die Belastung der Schneiden 8 und 9 verringert und ein möglicher Messerbruch vermeiden wird.
In der Figur 6 sind die Schneidtrommel 1 mit einer ersten Antriebseinrichtung 100 und die Gegentrommel 2 mit einer zweiten Antriebseinrichtung 200 zu erkennen, welche jeweils mittels einer Steuerleitung mit einer Steuer- und Speichereinrichtung 400 verbunden sind. Die erste und zweite Antriebseinrichtung 100 und 200 sind jeweils als einfach zu steuernde Servomotoren ausgebildet und treiben die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 zu den Figuren 1 und 2 gezeigten Drehbewegungen um ihre parallel zueinander ausgerich- teten Drehachsen an. Die Schneidtrommel 1 weist einen erheblich kleineren Durchmesser als die Gegentrommel 2 auf und ist Träger von drei radial nach außen vorstehenden Schneidmessern 3. Die Gegentrommel 2 weist dagegen einen wesentlich größeren Durchmesser auf und ist Träger von einer Vielzahl von Gegenmessern 4, welche in der Abwicklung der Bogenlänge einen Abstand zueinander aufweisen, der der Länge der zu schneidenden Segmente entspricht. Ferner weist die Schneidtrommel 1 ein um den Faktor 100 kleineres Trägheitsmoment um ihre Drehachse als die Gegentrommel 2 auf.
Die Schneidtrommel 1 wird durch die erste Antriebseinrichtung 100 zu einer erheblich höheren Drehzahl um ihre Drehachse als die Gegentrommel 2 von der zweiten Antriebseinrichtung 200 angetrieben. Die Drehzahl der Schneidtrommel 1 ist dabei unter Berücksichtigung ihres Durchmessers und der Anzahl der Schneidmesser 3 so gewählt, dass an den Gegenmessern 4 der Gegentrommel 2 bei einem Durchlaufen einer definierten Schneidposition jeweils ein Schneidmesser 3 abgleitet und die Endlosbahn 5 dabei schneidet.
Die erste Antriebseinrichtung 100 der Schneidtrommel 1 ist drehmomentgeregelt, d.h. das von der ersten Antriebseinrichtung 100 auf die Schneidtrommel 1 ausgeübte Antriebsmoment ist regelbar. Hierdurch kann die von dem Schneidmesser 3 auf das Gegenmesser 4 und die dazwischen angeordnete Endlosbahn 5 während des Schnittvorganges ausgeübte Schneidenandruckkraft auf einen vorbestimmten Wert geregelt werden. Ferner kann die Schneidtrommel 1 dadurch während der Drehbewegungen zwischen den Schnittvorgängen bewusst beschleunigt oder auch verzögert werden, damit die Schneidmesser 3 zu Beginn des Schnittvorganges in einem vorbestimmten Kontaktpunkt zur Anlage an dem jeweiligen Gegenmes- ser 4 gelangen. Hierzu kann das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 bevorzugt in Abhängigkeit von der Position oder Lage des Schneidmessers 3 zu dem nachfolgend in Kontakt gelangenden Gegenmesser 4 gesteuert oder geregelt werden. Das Antriebsmoment der die Schneidtrommel 1 antreibenden ersten Antriebseinrichtung 100 wird damit aufgrund der ortsfesten Anordnung der Gegenmesser 4 an der Gegentrommel 2 praktisch in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Gegentrommel 2 gesteuert oder unter Berücksichtigung des Signals eines der Schneidtrommel 1 zugeordneten Drehwinkelsensors geregelt. Dabei erfolgt die Steuerung oder Regelung der Drehbewegung der Schneidtrommel 1 so, dass die daran angeordneten Schneidmesser 4 zumindest während des ersten Kontaktpunktes und der darauffolgenden Schnittbewegung in einer vorbestimmten Drehwinkelstellung und Position zu dem Gegenmesser 4 angeordnet sind. Die Steuerung oder Regelung der ersten Antriebseinrichtung 100 kann damit auch als eine Lageregelung der Schneidmesser 3 entsprechend eines vorbestimmten Positionsverlaufs angesehen werden. Dabei wird das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 während des Anliegens der Schneiden 8 und 9 aneinander so geregelt, dass die Schneidenandruckkraft einem vorbestimmten Wert entspricht. Hierzu übt die Schneide 9 der Schneidtrommel 3 eine vorbestimmte Druckkraft auf die Schneide 8 des Gegenmessers aus.
Ferner kann das Antriebsdrehmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 so geregelt werden, dass die Überdrückung Ü einen Maximalwert nicht überschreitet, wodurch ein sauberer Schnitt der Endlosbahn 5 mit einer reduzierten Schadenswahrscheinlichkeit der Schneidmesser 3 und der Gegenmesser 4 ermöglicht wird. Dabei kann das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 weiter so geregelt werden, dass die Überdrückung Ü auch einen Minimal- wert nicht unterschreitet, so dass die Schneidmesser 3 während des Schnittvorganges der Endlosbahn 5 den Kontakt zu den Gegenmessern 4 nicht verlieren. Dabei muss die Überdrückung Ü nicht gemessen werden, sie kann auch aus dem Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 unter Berücksichtigung der Federsteifigkeiten des Schneidmessers 3, den Gegenmessers 4 und der beteiligten Teile in dem Kraftübertragungsweg ermittelt werden.
Die Drehzahl der Gegentrommel 2 ist bevorzugt konstant, während die Regelung der Schneidenandruckkraft, Überdrückung Ü und Lage der Schneidmesser 3 zu den Gegenmessern 4 in dem ersten Kontaktpunktes und während des Abgleitens bevorzugt allein durch eine Regelung und/oder Steuerung des Antriebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung 100 erfolgt. Dies ist insofern von Vorteil, da die Schneidtrommel 1 ein wesentlich geringeres, bevorzugt wenigstens um den Faktor 100 geringeres Trägheitsmoment um ihre Drehachse aufweist und somit einfacher, schneller und genauer in Ihrer Drehbewegung und Ausrichtung der Schneidmesser 3 zu regeln ist als die Gegentrommel 2 mit dem wesentlich größeren Außendurchmesser und Trägheitsmoment. Sofern dies erforderlich ist, kann aber auch die zweite Antriebseinrichtung 200 also die Drehzahl und/oder das Antriebsmoment der Gegentrommel 2 regelbar sein, so dass eine weitere Stellgröße zu einer weiter verfeinerten Regelung zur Verfügung steht.
Zum Einmessen der Schneidvorrichtung wird die Schneidtrommel 1 soweit verdreht, dass sie mit ihrem Schneidmesser 3 unter an dem ersten Kontaktpunkt des Gegenmessers 4 anliegt. Dabei wird für diesen ersten Kontaktpunkt genau die Anordnung und/oder Ausrichtung des Schneidmessers 3 zu dem Gegenmesser 4 und/oder die Ausrichtung, Anordnung und/oder der Drehwinkel der Schneidtrom- mel 1 zu der Gegentrommel 2 in Verbindung mit dem aufzubringenden Antriebsmoment in einem Datensatz protokolliert und in der Speichereinrichtung 400 abgelegt. Dieser Vorgang wird für mindestens für einen letzten Kontaktpunkt desselben Gegenmessers 4 wiederholt, bei dem das Schneidmesser 3 der Schneidtrommel den Kontakt zu dem Gegenmesser 4 verliert. Damit wird der Drehwinkel der Schneidtrommel 3 und das dabei von der ersten Antriebseinrichtung 100 aufzubringende Antriebsmoment für die jeweilige Schneidenandruckkraft für jedes der Gegenmesser 4 in mindestens zwei Drehwinkelstellungen während eines Schneidvorganges nämlich bei dem ersten Kontakt und dem letzten Kontakt protokolliert. Es ist aber auch denkbar, den Schneidvorgang mit einer erhöhten Genauigkeit zu regeln, indem die Drehwinkel der Schneidtrommel 1 und die Antriebsmomente für die Schneidenandruckkraft für weitere dazwischenliegende Kontaktpunkte protokolliert werden.
Dieser Vorgang wird wiederholt, indem die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 genau wie in dem nachfolgenden Betrieb weitergedreht werden, bis dasselbe Schneidmesser 3 oder das nachfolgende Schneidmesser 3 mit dem nachfolgenden Gegenmesser 4 erstmalig in Kontakt gelangt.
Auf diesem Wege werden die ersten Kontaktpunkte und die dabei zu verwirklichenden Antriebsmomente der ersten Antriebseinrichtung 100 für die jeweilige Scheidenandruckkraft individuell für jedes der Gegenmesser 4 vermessen. Daraus wird für die vorgegebene Schneidenandruckkraft ein Datensatz erstellt, in welchem Drehwinkel die Schneidtrommel 1 zu der Gegentrommel 2 für jeden Schnittvorgang gegenmesserindividuell zueinander ausgerichtet sein muss, damit das Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 in dem vorgegebenen ersten Kontaktpunkt des jeweiligen Gegenmesser 4 zu Be- ginn des Schneidvorganges zu Anlage gelangt.. Ferner kann der Datensatz Daten enthalten, wie das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 und damit der Drehwinkel der Schneidtrommel 1 und die Lage des Schneidmesser 3 während des Schneidvorganges geregelt und gesteuert werden müssen, damit die Schneidmesser 3 an den jeweiligen Gegenmessern 4 mit der gewünschten Schneidenandruckkraft anliegen. Dabei enthalten die Daten insbesondere die Drehwinkelstellungen der Schneidtrommel 3 und der Gegentrommel 4 und die Veränderungen der relativen Drehwinkel für jedes der Gegenmesser 4, wobei die Veränderungen der relativen Drehwinkel dadurch erreicht werden kann, indem die Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 in ihrer Drehbewegung durch die Regelung des Antriebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung 100 bewusst geringfügig verzögert oder beschleunigt werden und/oder mit einer höheren oder niedrigeren Schneidenandruckkraft an den Gegenmessern 4 der Gegentrommel 2 anliegen.
Da die Anzahl der Schneidmesser 3 erheblich geringer als die Anzahl der Gegenmesser 4 ist, vollziehen diese bei einer Umdrehung der Gegentrommel 2 mehrere Schneidvorgänge an unterschiedlichen Gegenmessern 4, wobei sie in ihrer Anordnung und/oder Ausrichtung durch die Drehmomentregelung der ersten Antriebseinrichtung 100 während jedes Schnittvorganges individuell in Bezug auf jedes Gegenmesser 4 einzeln geregelt werden.
Dabei kann das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 so geregelt werden, dass die unter Berücksichtigung der mechanischen Gesetze zurück errechnete Schneidenandruckkraft und die Überdrückung zurückgerechnet werden, einen Maximalwert nicht überschreiten und die Überdrückung einen Minimalwert nicht unterschreitet. Zum Betrieb der Schneidvorrichtung wird zuerst die Schwenkeinrichtung 500 aktiviert, und die Schneidtrommel 3 wird mit ihren Schneidmessern 3 soweit an die Gegenmesser 4 herangefahren, dass die Schneiden 9 der Schneidmesser 3 in einer Schneidstellung auf einem definierten Schneidkreis angeordnet sind. Anschließend stellt die Bedienperson an einer entsprechenden Eingabeeinrichtung einen vorgegebenen Sollwert der Schneidenandruckkraft ein. Daraufhin wird der entsprechende Unterdatensatz aus der Speichereinrichtung 400 aufgerufen und die Schneidvorrichtung wird nach einer Initialisierung nach diesem Unterdatensatz geregelt und gesteuert.
Nachdem Verschwenken der Schneidtrommel 1 in die Schneidstellung wird die erste Antriebseinrichtung 100 und damit die Drehbewegung der Schneidtrommel 1 nach dem aufgerufenen Datensatz so gesteuert, dass das erste Schneidmesser 3 genau in dem definierten ersten Kontaktpunkt des nächsten Gegenmessers 4 zur Anlage gelangt, wobei das Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2 aufgrund der Drehwinkelstellung der Gegentrommel 2 identifiziert wird und dann der zugehörige erste Kontaktpunkt genau dieses Gegenmessers 4 vorher aufgerufen wird. Nach der ersten Kontaktaufnahme des Schneidmessers 3 mit dem Gegenmesser 4 wird das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 so geregelt, dass die vorgegebene Schneidenandruckkraft unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Toleranz eingehalten wird. Da das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 und die Schneidenandruckkraft abgesehen von der vernachlässigbaren Lagerreibung unmittelbar Zusammenhängen, kann die Schneidenandruckkraft unmittelbar durch die Veränderung des Antriebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung 100 geregelt werden, ohne dass hierzu zusätzliche Druckkraftsensoren erforderlich sind. Dabei ist die Position und/oder der Positionsverlauf der Schneidmesser 3 zu dem individuellen Gegenmesser 4 die zu verwirklichende Sollgröße in dem Regelkreis und das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 die Stellgröße in dem Regelkreis. Das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung 100 kann dabei z.B. durch eine Stromstärkesteuerung verwirklicht sein, sofern die erste Antriebseinrichtung 100 in Form eines Servomotors verwirklicht ist.
Ferner kann die Anordnung und/oder Ausrichtung der Schneidmesser 3 und/oder der Schneidtrommel 1 auch zusätzlich in Abhängigkeit von den Signalen von den Gegenmessern 4 und/oder den Schneidmessern 3 zugeordneten Druckkraftsensoren und/oder optischen Sensoren oder Drehwinkelsensoren geregelt werden, so dass zusätzlich der Verschleiß und eine Veränderung der Geometrie der Schneidmesser 3 und/oder der Gegenmesser 4 berücksichtigt werden können. Ferner können hierdurch Extremfälle identifiziert werden, welche ein Abschalten der Schneidvorrichtung erforderlich machen. Dazu kann ein für den Bediener wahrnehmbares akustisches, optisches oder haptisches Signal erzeugt werden, so dass der Bediener die Schneidvorrichtung vor dem Eintreten eines ernsthaften Schadensfalles deaktivieren kann. Eine solche Abschaltung oder Deaktivierung der Schneidvorrichtung kann auch dann vorgenommen werden, wenn in einer übergeordneten Einrichtung der Anlage ein Fehler detektiert wird, der Strom insgesamt ausfällt.
Dabei kann die Schneidvorrichtung hierzu sehr einfach in einer sehr kurzen Zeitspanne deaktiviert werden, indem eine Schwenkeinrichtung 500 z.B. in Form von zwei Pneumatikzylindern mit einem entsprechenden Schwenkmechanismus aktiviert wird, und die Schneidtrommel 1 schlagartig und unabhängig von ihrer Drehwinkelstellung von der Gegentrommel 4 weg in eine Passivstellung verschwenkt wird, so dass die Schneidmesser 3 nicht mehr mit den Gegenmessern 4 in Kontakt gelangen, oder der Kontakt aufgehoben wird. Damit kann eine Kollision der Schneidmesser 3 und der Gegenmesser 4 aktiv verhindert werden. Dieselbe Aktivierung der Schwenkeinrichtung 500 kann auch zur Wartung der Schneidvorrichtung und der übergeordneten Anlage vorgenommen werden. Ferner kann die Schneidtrommel 1 auch dann von der Gegentrommel 2 weg verschwenkt werden, wenn der Schneidvorgang der Endlosbahn 5 aus anderen Gründen unterbrochen werden soll. Dabei kann die Deaktivierung der Schneidvorrichtung durch das Verschwenken der Schneidtrommel 1 in die Passivstellung bevorzugt automatisiert erfolgen.

Claims

Ansprüche:
1. Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten (7) für Energiezellen von einer in einen Zwischenraum (6) in eine Schnittebene (I) zugeführten Endlosbahn (5), mit
-einer mittels einer ersten Antriebseinrichtung (100) zu einer Drehbewegung um eine Drehachse angetriebenen, auf einer Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Schneidrotationseinrichtung mit wenigstens einem von einer Grenzfläche der Schneidrotationseinrichtung radial nach außen vorstehendem Schneidmesser (3), insbesondere einer Schneidtrommel (1) mit wenigstens einem von einer Mantelfläche der Schneidtrommel (2) radial nach außen vorstehenden Schneidmesser (3), und
-wenigstens einem auf der anderen Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Gegenmesser (4), wobei
-das Schneidmesser (3) und das Gegenmesser (4) jeweils eine Schneide (8,9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Schneide (9) des Schneidmessers (3) während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) während des Schneidens der Endlosbahn (5) in dem punktförmigen Kontakt (S) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) abgleitet, und
-die erste Antriebseinrichtung (100) zumindest während des Abgleitens der Schneide (9) des Schneidmessers (3) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) drehmomentgeregelt ist.
2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
-das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung (100) in Abhängigkeit von der Position des Schneidmessers (3) zu dem Gegenmesser (4) geregelt oder gesteuert wird oder regelbar oder steuerbar ist.
3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Lage des Schneidmessers (3) mittels der ersten Antriebseinrichtung (100) in Abhängigkeit von einer Lage eines vorgegebenen ersten Kontaktpunktes des Gegenmessers (4) gesteuert oder geregelt wird oder regelbar oder steuerbar ist.
4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung (100) derart geregelt wird oder regelbar ist, dass ein Maximalwert einer Überdrückung (Ü) des Schneidmessers (3) zu dem Gegenmesser (4) während des Schnittes nicht überschritten wird.
5. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung (100) in Abhängigkeit einer vorgegebenen von den Schneidmessern (3) auf das Gegenmesser (4) auszuübenden Schneidenandruckkraft geregelt ist.
6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Schneidenandruckkraft zwischen 5 und 100 N beträgt.
7. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass -wenigstens zwei Gegenmesser (4) vorgesehen sind, und -das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung (100) gegenmesserindividuell in Abhängigkeit von der Position des Schneidmessers (3) zu dem nachfolgend daran in einem punktförmigen Kontakt (S) zur Anlage gelangenden Gegenmesser (4) geregelt oder gesteuert oder regelbar oder steuerbar ist und/oder in Abhängigkeit von der Lage eines vorgegebenen ersten Kontaktpunktes des nachfolgend daran zur Anlage gelangenden Gegenmesser (4) geregelt oder gesteuert wird oder regelbar oder steuerbar ist. Schneidvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine Speichereinrichtung (400) mit einem Datensatz vorgesehen ist, welcher einen in Bezug auf die Schneidbewegung des oder der Schneidmesser(s) (3) zu dem oder den Gegenmes- ser(n) (2) individualisierten Verlauf des Antriebsmomentes und/oder die vorgegebenen ersten Kontaktpunkte der Gegenmesser (2) repräsentiert, und
-das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung (100) nach dem Drehmomentenverlauf des Datensatzes geregelt oder gesteuert wird oder steuerbar oder regelbar ist. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dass -eine Warneinrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem Überschreiten vorbestimmter Toleranzen der Ausrichtung und/oder Form des oder der Schneidmesser(s) (3) zu dem oder den Gegenmesser(n) (4) und/oder bei einer fehlerhaften Ausrichtung eines Gegenmesser(s) (4) und/oder bei einem Überschreiten vorbestimmter Toleranzen der Form des oder der Schneidmesser(s) und/oder des oder der Gegenmes- ser (s) ein Warnsignal aussendet oder zur Anzeige bringt. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
-eine Schwenkeinrichtung (500) oder Verschiebeeinrichtung vorgesehen ist, mit der die Schneidtrommel (1) aus einer Schneidstellung in eine von dem oder den Gegenmesser(n) (4) beabstandeten Passivstellung verschwenkbar oder verschiebbar ist. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
-ein Gegenrotationskörper, insbesondere eine Gegentrommel (2) vorgesehen ist, und das oder die Gegenmesser (4) durch eine oder mehrere an dem Gegenrotationskörper, insbesondere an der Gegentrommel (2) angeordnete Schneiden (8) gebildet ist oder sind. Schneidvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
-eine zweite Antriebseinrichtung (200) vorgesehen ist, welche den Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel (2) zu einer Drehbewegung um eine Drehachse antreibt, wobei -die Drehachse des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel (2) parallel zu der Drehachse der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) ausgerichtet ist, und
-die Drehrichtung der Drehbewegung des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel (2) entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Schneidrotationseinrichtung, insbesonde- re der Schneidtrommel (1) ausgerichtet ist. Schneidvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
-die erste und/oder zweite Antriebseinrichtung (100,200) der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) und/oder des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel (2) durch einen Servomotor gebildet sind. Schneidvorrichtung nach einem Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Trägheitsmoment der Schneidrotationseinrichtung insbesondere der Schneidtrommel (1), vorzugsweise um wenigstens den Faktor 100, kleiner als das Trägheitsmoment des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel (2) ist. Verfahren zur Steuerung einer Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
-in einem Einmessverfahren ein Datensatz eines auf den Drehwinkel des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel (2) bezogener Verlauf des Antriebsmomentes der ersten Antriebseinrichtung (100) und/oder der oder des ersten Kontaktpunkte(s) des oder der Gegenmesser(s) (2) erzeugt wird, und
-das Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung (100) nach dem Datensatz geregelt wird oder regelbar oder gesteuert wird oder steuerbar ist. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass -in dem Datensatz verschiedene Unterdatensätze vorgesehen, welche das Antriebsmoment für verschiedene vorgegebene von dem oder den Schneidmesser(n) (3) auf das oder die Gegenmesser (4) auszuübende Schneidenandruckkräfte und/oder vorgegebene Kontaktpunkte der verschiedenen Gegenmesser (2) definieren. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Überschreiten von vorbestimmten Toleranzen und/oder der fehlerhaften Ausrichtung durch einen dem oder den Schneidmesser(n) (3) und/oder dem oder den Gegenmesser(n) (4) zugeordneten optischen Sensor oder Druckkraftsensor de- tektiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Schneidvorrichtung nach Anspruch 11 ausgebildet ist, und -die Schwenkeinrichtung (500) und/oder Verschiebeeinrichtung in Abhängigkeit von einem Signal von einem dem oder den Schneidmesser(n) (3) und/oder dem oder den Gegenmesser(n) (4) zugeordneten optischen Sensor oder Druckkraftsensor und/oder dem Überschreiten einer vorbestimmten Schneidenandruckkraft zwischen dem Schneidmesser (3) und dem Gegenmesser (4) und/oder in Abhängigkeit von dem Betriebszustand einer übergeordneten Anlage gesteuert wird.
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