Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen, umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen der Materialbahnen, eine Transporteinrichtung zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen in Transportrichtung entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung, wobei die Transporteinrichtung mindestens ein Transportelement umfasst, und eine Wickeleinrichtung zum Wickeln der Materialbahnen zu einem gewickelten Materialbahnenwickel in einer die Wickeleinrichtung umfassenden Wickelstation.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen, umfassend die Schritte Zuführen der Materialbahnen mittels mindestens einer Zuführeinrichtung, zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen in Transportrichtung entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement umfassenden Transporteinrichtung, und Wickeln der Materialbahnen zu einem gewickelten Materialbahnenwickel mittels einer eine Wickelstation umfassenden Wickeleinrichtung.

Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Weiter sind mittels derartiger Vorrichtungen und Verfahren hergestellte Energiezellen und Batterien hinlänglich bekannt. Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen regelmäßig eine Wickelung von Materialbahnen auf, die als Ausgangsmaterialien für derartige Energiezellen dienen. Beim Wickeln von Energiezellen, beispielsweise Rundzellen, ist typischerweise das Wickelmaterial aus vier unterschiedlich langen Anoden-, Kathoden- und Separatorbahnen ausgewählt, die beispielsweise als Folie bzw. allgemein als Materialbahn vorliegen. Bei den bekannten Verfahren oder Vorrichtungen zur Herstellung von Energiezellen werden die Materialbahnen in der Regel getrennt auf verschiedenen Pfaden einem Wickelkern zugeführt. Für die Bereitstellung der Materialbahnen sind somit zum Beispiel vier separate Zuführungen jeweils zur Bereitstellung einer Materialbahn erforderlich, um diese anschließend gemeinsam um einen Wickelkern aufzuwickeln. Dazu werden die Materialbahnen regelmäßig in einem vorgelagerten Herstellungsprozess auf die gewünschte Breite und/oder Länge vorgeschnitten. Dabei werden die Materialbahnen mit den Anoden und Kathoden beispielsweise von einer Endlosbahn geschnitten und dann mit einer Endlosbahn eines Separatormaterials im finalen Wickelprozess aufgewickelt. Die Materialbahnen müssen dazu regelmäßig eine spezifische Breite und Länge aufweisen, damit eine akkurat gewickelte Energiezelle mit den vorgesehenen Dimensionen bildbar ist.

Die Zufuhr von Materialbahnen zum Wickelkern kann bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren nicht kontinuierlich erfolgen, da die Materialbahnen einem quasi ortsfesten, zentralen Wickelkern zugeführt werden. Dieser Wickelkern ist in der Regel lediglich um seine Längsachse rotierbar bzw. wird um seine Längsachse rotiert, um die Materialbahnen dabei zu einer Energiezelle oder zu gewickelten Materialbahnen aufzuwickeln. Nach dem Wickelvorgang muss der Wickelkern wieder aus der Energiezelle oder den gewickelten Materialbahnen (Materialbahnenwickel) entfernt werden, bevor der Wickelvorgang der Energiezelle oder des Materialbahnenwickels in der Wickelstation beendet ist. Dadurch ist nur ein diskontinuierlicher Herstellungsprozess der Energiezellen gegeben und zudem besteht ein großer logistischer Aufwand bei der Bereitstellung und Rückführung der Wickelkerne. Weiter kann es bei dem Entfernen des Wickelkerns aus der Energiezelle oder dem Materialbahnenwickel zu Beschädigungen oder Qualitätseinbußen der Materialbahnen bzw. der Energiezelle oder dem Materialbahnenwickel kommen, was zu Sicherheitsrisiken oder Beschädigungen in dem verbauten Energiespeicher führen kann.

Mit der immer größer werdenden Nachfrage nach alternativen Antriebskonzepten rückt der Elektroantrieb mehr und mehr in den Mittelpunkt der Betrachtung. Eine große Herausforderung hierbei ist, effektive Vorgänge bei der Herstellung der Energiespeicher bereitzustellen. Bei der Wickelung von Materialbahnen zu Energiezellen gibt es das Problem, dass die Materialbahnen separat gehandhabt und nacheinander dem Wickelkern lose zugeführt werden. Weiter müssen die Materialbahnen bereits mit vorgege- benen Längen dem Wickelprozess zugeführt werden und können nicht gemeinsam gehandhabt bzw. zugeschnitten werden. Darüber hinaus müssen alle Bahnen eigenständig geregelt werden und können nicht gemeinsam transportiert werden. Bei den bestehenden Vorrichtungen und Verfahren wird ein großer Platzbedarf beim Wickelvorgang benötigt, zudem dürfen die jeweiligen Materialbahnen nur geringfügig (mechanisch) beansprucht werden. Die Materialbahnen müssen zeitlich nacheinander dem zentralen, quasi ortsfesten Wickelkern zugeführt werden, wobei möglichst schnelle Herstellungsgeschwindigkeiten bereitgestellt werden sollen. Die Materialbahnen bestehen in der Regel aus sehr dünnen flächigen Bahnen, die insbesondere bei Stauchungen und Drehbeanspruchungen zu Qualitätseinbußen neigen, weshalb naturgegebene Begrenzungen bei Transportgeschwindigkeiten sowie Transportführungen gegeben sind. Darüber hinaus verrutschen die Materialbahnen während des Wickelprozesses regelmäßig, insbesondere beim Entfernen des Wickelkerns, was zu Ausschuss sowie Qualitätsverlusten bei den gewickelten Energiezellen führt.

Durch den diskontinuierlichen Prozess bei der Herstellung der Materialbahnenwickel sind bei den bestehenden Vorrichtungen und Verfahren die an die Wickelung nachfolgenden Prozesse nicht in den Herstellungsprozess der Energiezellen integrierbar, da durch die Entfernung des Wickelkerns zunächst eine erneute Handhabung sowie Bearbeitung des Materialbahnenwickels erfolgen muss. Dies reduziert die Herstellungsgeschwindigkeit und erhöht die Gefahr von Beschädigungen während des gesamten Herstellungsprozesses.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von gewickelten Energiezellen aus Materialbahnen, Energiezellen, Batterien sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von gewickelten Energiezellen bereitzustellen, wodurch einerseits eine kontinuierliche Herstellung der Energiezellen gewährleistet werden soll und andererseits eine kosteneffiziente Herstellung sowie eine Herstellung in möglichst hohen Fertigungsraten ermöglicht werden soll, ohne dass dies zu einem nachteiligen Einfluss auf die Qualitätseigenschaften bei der Herstellung von Energiezellen führt.

Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Wickeleinrichtung einen antreibbaren Rotationskörper und eine Wickelgegenlage umfasst, wobei der Rotationskörper und die Wickelgegenlage einen in der Wickelstation angeordneten Wickelkanal zur Bildung des Materialbahnenwickels ausbilden und ein- richten. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird sichergestellt, dass die mindestens zwei zumindest bereichsweise übereinanderliegenden Materialbahnen mittels der Wickeleinrichtung zu einem gewickelten Materialbahnenwickel überführbar sind, indem in dem durch den Rotationskörper und die Wickelgegenlage gebildeten Wickelkanal die Materialbahnen zwischen der Wickelgegenlage und dem Rotationskörper zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Der Wickelkanal entspricht jeweils im Wesentlichen den Abmessungen des Materialbahnenwickels während des Wickelprozesses zu dem entsprechenden Wickelzeitpunkt und vergrößert sich bevorzugt in Transportrichtung. Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage und somit der Wickelkanal zumindest abschnittsweise gegenüberliegend des Umfangs des Rotationskörpers ausgebildet und eingerichtet, wobei sich der Wickelkanal in Transportrichtung erweitert. Auf diese Weise ist es möglich, dass die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Rotationskörpers durch Anlage mit der Wickelgegenlage einheitlich und sukzessive zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Der Rotationskörper ist vorzugsweise als Trommel, Walze, Rolle, Zylinder, Welle, Spule oder dergleichen, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch, ausgebildet und eingerichtet. In besonderen Ausführungsformen ist der Rotationskörper zumindest bereichsweise mit Mitteln zur Druckbeaufschlagung ausgebildet und eingerichtet, um insbesondere zumindest bereichsweise ein Vakuum auf dem Umfang des Rotationskörpers auszubilden, um mindestens eine der Materialbahnen zumindest abschnitts- und zeitweise auf dem Rotationskörper zu halten, insbesondere vor dem Eintritt der Materialbahnen in den Wickelkanal. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in dem Wickelkanal, insbesondere durch Anlage der Materialbahnen an die Wickelgegenlage wird eine Möglichkeit bereitgestellt, die Materialbahnen durch die Rotation des Rotationskörpers miteinander in Wirkverbindung zu bringen, um die übereinanderliegenden Materialbahnen entsprechend gemeinsam zu wickeln. Die Wickelgegenlage ist in bevorzugten Ausführungsformen einstückig ausgebildet. Die Wickelgegenlage kann eine vollflächige oder eine teilweise geschlossene flächige Anlagefläche aufweisen, die zur Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen und/oder dem Materialbahnenwickel ausgebildet und eingerichtet ist. Das Material des Rotationskörpers sowie der Wickelgegenlage ist nicht erfindungsrelevant, wobei die Materialien jedoch bevorzugt ausreichend hart und dauerhaft ausgewählt sind, um eine vorgesehene Wickelung der Materialbahnen zu Materialbahnenwickeln bereitzustellen. Besonders bevorzugt sind hierzu Metalle geeignet, insbesondere rostfreie Edelstahle. Vorzugsweise ist der erzeugte Materialbahnenwickel anschließend zu einer gewickelten Energiezelle weiterverarbeitbar. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in der Wickelstation werden die Materialbahnen in dem Wickelkanal gewickelt, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von Materialbahnenwickel sowie Energiezellen gegeben ist. Die Materialbahnen können in dem Wickelkanal durch in Wirkverbindungbringen des Rotationskörpers mit der Wickelgegenlage gemeinsam aufgewickelt werden. Während des Wickelprozesses sind die aufzuwickelnden Materialbahnen innerhalb des Wickelkanals anordenbar und können bei der Zuführung zusammen gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. Durch den bevorzugten nur einen einzigen, erforderlichen Wickelkanal wird die benötigte Anzahl an Zuführungen, Transporteinrichtungen und/oder Wickeleinrichtungen während des Wickelprozesses verringert, wodurch eine schnellere sowie flexiblere Herstellung von Energiezellen gegeben ist. Die zu wickelnden Materialbahnen können zudem flexibler transportiert und in dem Wickelkanal einheitlich mit vorgegeben Parametern (Durchmesser, Wickelanzahl, Wickelgeschwindigkeit etc.) gewickelt werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl und Bandbreite an Wickelungen und Geometrien der Energiezellen erzeugbar sind und die Gefahr des Verrutschens oder des Bruchs der Materialbahnen verringert wird. Es ist kein Wickelkern bei den Materialbahnenwickel erforderlich, der im Nachgang an den Wickelprozess aus der Energiezelle entfernt werden muss. Nach der Herstellung eines Materialbahnenwickels kann in dem Wickelkanal der Wickelstation verzögerungsfrei der nächste Wickelprozess der Materialbahnen zu einem neuen Materialbahnenwickel gestartet werden, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von gewickelten Energiezellen gegeben ist. Bei der Herstellung des Materialbahnenwickels in der Wickeleinrichtung kann vorzugsweise mindestens ein als Wickelkern fungierendes Wickelelement vorgesehen sein, das vor oder während des Wickelprozesses in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche von einer der zu wickelnden Materialbahnen bringbar ist. Um das Wickelelement sind in der Wickeleinrichtung anschließend die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Rotationskörpers in Verbindung mit der Wickelgegenlage zu einem Materialbahnenwickel wickelbar. Alternativ kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wickelanfang bzw. ein Wickelelement aus mindestens einer der Materialbahnen erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal mittels des Rotationskörpers in Verbindung mit der Wickelgegenlage zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind.

Durch die vorzugsweise in Wirkverbindung stehende Wickelgegenlage mit dem Rotationskörper ist die Funktion gegeben, dass die Materialbahnen bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen bei einer zumindest bereichsweisen Anordnung zwischen Wickelgegenlage und Rotations- körper zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. Die Materialbahnen bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen stehen weiter bevorzugt bei einer Anordnung in dem Wickelkanal derart mit der Wickelgegenlage und/oder dem Rotationskörper in Wirkverbindung/Eingriff, dass sich diese um die Längsachse in Transportrichtung zu einem Materialbahnenwickel aufwickeln. Der Wickelkanal ist vorzugsweise in seinem Profil veränderbar und/oder der Kontur (Durchmesser, Form, Wickelanzahl etc.) des zu wickelnden Materialbahnenwickels angepasst oder anpassbar ausgebildet und eingerichtet, was durch eine Veränderung der Wickelgegenlage und/oder des Rotationskörpers ausgebildet und eingerichtet ist. Weiter bevorzugt ist eine Veränderung mittels einer Kurvensteuerung des Rotationskörpers und/oder mittels einem Elektroantrieb erzeugbar, um die Anlage der Materialbahnen (bzw. die während des Wickelprozesses zu einem Materialbahnenwickel zu wickelnden Materialbahnen) an die Wickelgegenlage zu steuern und/oder zu regeln bzw. um die Umlaufbahn des Rotationskörpers während des Wickelprozesses zu steuern und/oder zu regeln. Der Wickelkanal ist bevorzugt in Verlauf der Wickelung an die gewünschte Kontur des Materialbahnenwickels anpassbar. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann es zweckdienlich sein, dass weitere Zusatz- und/oder Hilfsstoffe vor und/oder während der Wickelung auf mindestens eine Oberfläche der zu wickelnden Materialbahnen einbringbar ist, um die Materialbahnen beispielsweise zumindest bereichsweise miteinander zu fixieren. Eine Fixierung kann beispielsweise für einen Transport der Materialbahnen innerhalb einer Vorrichtung, einer Maschine oder eines Anlagenkomplexes vorteilhaft sein. Derartige Wickelprozessanlagen können vorzugsweise weitere Mittel und/oder Elemente umfassen, um eine Einbringung von Zusatz- und/oder Hilfsstoffen und/oder eine anschließende Wickelung zu unterstützen und/oder auszubilden und einzurichten.

Die Materialbahnen sind vorzugsweise Endlosbahnen und umfassen weiter bevorzugt mindestens eine Materialbahn eines Separatormaterials, das unter anderem auch als Separatorbahn, Separatormaterialbahn oder Separatorfolie bezeichnet wird. Weiter bevorzugt ist mindestens eine weitere Materialbahn aus einer Anodenbahn oder Katho- denbahn gebildet, die auch als Anode oder Kathode, Anodenmaterialbahn oder Katho- denmaterialbahn, Anodenfolie oder Kathodenfolie etc. bezeichnet werden. Vorzugsweise umfassen die mindestens zwei Materialbahnen zwei Separatormaterialbahnen. Weiter bevorzugt ist der Wickelanfang innerhalb des Wickelkanals aus mindestens einer Separatormaterialbahn erzeugbar, indem die bereitgestellten Materialbahnen zumindest einen ersten Abschnitt aus Materialbahnen umfassen, die aus mindestens einer Separatormaterialbahn bestehen, der durch Bearbeitung zu einem Wickelanfang ausbildbar ist. Zur Erzeugung eines Wickelanfangs ist mindestens eine der Separatormaterialbahnen bevorzugt vor oder innerhalb des Wickelkanals in Wirkverbindung mit mindestens einem Mittel bringbar, wodurch die mindestens eine Separatormaterialbahn zu einem Wickelanfang erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind.

Es ist im Sinne der Erfindung nicht erforderlich, dass nur zwei Materialbahnen zur Herstellung von gewickelten Energiezellen vorgesehen sind. Es kann weiter bevorzugt vorgesehen sein, dass die Materialbahnen, insbesondere zwei Separatormaterialbahnen und mindestens eine weitere Materialbahn, beispielsweise eine Anoden- und/oder ein Kathodenmaterialbahn umfassen. Die Anoden- oder Kathodenmaterialbahn ist bevorzugt zwischen zwei Separatormaterialbahnen angeordnet, um die entsprechenden Ausgangsmaterialien für eine Energiezelle bereitzustellen. Darüber hinaus können dem Materialbahnenwickel bevorzugt weitere Materialien oder Bearbeitungsschritte zugefügt werden, um die Energiezelle zu bilden. Bei der übereinanderliegenden Anordnung der Materialbahnen ist es nicht wesentlich, dass sämtliche Materialbahnen über den gesamten Zeitraum des Transports übereinanderliegen. Übereinanderliegend im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Materialbahnen zumindest abschnittsweise übereinanderliegend angeordnet sind. Übereinanderliegend im Sinne der Erfindung kann daher bedeuten, dass die Materialbahnen beabstandet oder im Wesentlichen abstandsfrei übereinanderliegend angeordnet sind, wobei weiter bevorzugt eine im Wesentlichen kongruente Anordnung der Materialbahnen vorgesehen ist. Bei einer beab- standeten Anordnung der Materialbahnen sind diese vorzugsweise zumindest teilweise mittels eigenständiger Transportmittel transportierbar, bei einer abstandsfreien Anordnung sind die Materialbahnen vorzugsweise mit einem einzigen Transportmittel transportierbar. Bei mehreren Materialbahnen ist es somit denkbar, dass eine der Materialbahnen nur für einen gewissen Abschnitt auf einer weiteren Materialbahn angeordnet ist, vorzugsweise ist denkbar, dass eine Anoden- oder Kathodenmaterialbahn jeweils vollständig auf einer Separatormaterialbahn anordenbar ist und/oder von einer Separatormaterialbahn bedeckt ist.

Unter den Erfindungsgedanken fallen gleichermaßen Vorrichtungen, die derart in der Breite angepasst sind, dass gleichzeitig eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen parallel zu Materialbahnenwickel herstellbar sind. Vorzugsweise sind derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen insbesondere in der (Maschinen-)Breite variabel ausge- bildet und eingerichtet, so dass jeweils mehrere Materialbahnen nebeneinander bzw. parallel mittels der Transporteinrichtung transportierbar sind. Mit einer einzigen Vorrichtung sind somit eine Mehr- oder Vielzahl von mindestens zwei Materialbahnen mittels der Wickeleinrichtung zu entsprechenden Materialbahnenwickel wickelbar. Anders ausgedrückt werden auf einer Vorrichtung eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen parallel verarbeitet, indem die Vorrichtungsbestandteile in der Breite entsprechend angepasst sind, um eine parallele Wickelung in Richtung der Längsachse der Energiezelle durch eine entsprechende Anordnung und einen Transport in dem Wickelkanal bereitzustellen. Hierzu sind die vorgesehenen Einrichtungen, Stationen und die jeweiligen Mittel korrespondierend anzupassen, um eine Skalierbarkeit in der Breite bereitzustellen.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen auf dem Rotationskörper zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals transportierbar sind, wobei der Materialbahnenwickel durch Anlage der Materialbahnen mit der Wickelgegenlage bildbar ist. Durch den Rotationskörper sind die Materialbahnen zumindest abschnittsweise entlang des Wickelkanals in Transportrichtung transportierbar. Auf diese Weise erfolgt einerseits ein Transport der Materialbahnen und andererseits kann auf diese Weise eine Wickelung der Materialbahnen entlang des Wickelkanals erfolgen, um den Materialbahnenwickel und somit die Energiezelle herzustellen. Die Materialbahnen liegen bevorzugt während des Wickelprozesses an den Rotationskörpern und/oder den Wickelgegenlagen an, wodurch bei einer Rotation des Rotationskörpers, was einen Vortrieb der zu wickelnden Materialbahnen in dem Wickelkanal zur Folge hat, eine Wickelung der Materialbahnen zu dem Materialbahnenwickel ausgebildet und eingerichtet ist. Der Rotationskörper übernimmt vorzugsweise eine Doppelfunktion, indem er als ein Transportelement ausgebildet und eingerichtet ist, um die Materialbahnen zumindest abschnittsweise entlang des Transportabschnitts zu transportieren und zudem mittels des Rotationskörpers in Kombination mit der Wickelgegenlage eine Bildung des Materialbahnenwickels erfolgt. Auf diese Weise sind ein geringerer Materialeinsatz sowie geringere Steuer- und Regelvorgänge erforderlich, wodurch eine effiziente und zuverlässige Herstellung von Energiezellen gewährleistet ist. Es sind eine geringe Anzahl an beweglichen und zu bewegenden Teilen bzw. Materialbahnen erforderlich, die entlang eines vorgesehenen Abschnitts zu dem Materialbahnenwickel wickelbar sind, ohne dass eine materialbahnenspezifische Zuführung oder Regelung, insbesondere bezüglich der übereinanderliegenden Anordnung sowie der Bezugsquelle, der Materialbahnen gegeben ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wickelkanal entlang des Transportabschnitts derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar ist, dass der Materialbahnenwickel bei einem Transport durch den Wickelkanal mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. Durch die Veränderbarkeit des Wickelkanals kann direkt Einfluss auf den Wickelprozess genommen werden, indem durch die Ausgestaltung des Wickelkanals, insbesondere durch seine Abmessungen in der Höhe, die Dynamik während der Wickelung veränderbar ist. Auf diese Weise ist der Wickelraum während der Wickelung ausreichend groß gewählt oder ausreichend groß wählbar, dass der Durchmesser des Materialbahnenwickels während des Wickelprozesses sukzessive durch Wickelung der Materialbahnen vergrößerbar ist. Durch die Erweiterung des Wickelkanals in Verlauf der Transportrichtung ist ein Ortswechsel des Wickelvorgangs während des Wickelprozesses innerhalb des Wickelkanals erzeugbar, wodurch die Wickelung des zu erzeugenden Materialbahnenwickels entlang der Wickelstation veränderlich ausgebildet und eingerichtet ist, wobei zum Beispiel ein Positionswechsel der Materialbahnen innerhalb der Wickeleinrichtung in Transportrichtung gegeben ist. Darüber hinaus kann durch die Abmessung des Wickelkanals in der Höhe insbesondere die Intensität der Wickelung gesteuert werden, um einerseits eine losere oder eine gespanntere/festere Wickelung auszubilden und einzurichten. Weiter ist durch die Er- weiterbarkeit des Wickelkanals der Wickelkanal derart veränderbar, dass der vorherrschende Raum für die Wickelung sukzessive vergrößerbar ist, damit bei einer Anlage mindestens einer der Materialbahnen während des Wickelprozesses ein ausreichend großer Bereich zur Verfügung steht. Nach der entsprechend vorgesehenen Wickelung ist der Wickelkanal in einer bevorzugten Weiterbildung wieder verringerbar, insbesondere durch Veränderung der Position der Wickelgegenlage zu dem Rotationskörper, wodurch die Abmessungen des Wickelkanals vergrößer- oder verkleinerbar sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wickelgegenlage eine ortsfeste Wickelkontur aufweist, wobei der Wickelkanal in Abhängigkeit von der Wickelkontur und dem Rotationskörper ausgebildet und eingerichtet ist. Die Wickelkontur der Wickelgegenlage entspricht vorzugsweise zumindest abschnittsweise der Kontur des Rotationskörpers, wobei in Verlauf des Transportabschnitts die Wickelkontur derart erweiterbar ist, dass eine Erweiterung des Durchmessers des Materialbahnenwickels ausbildbar und einrichtbar ist. Die Beabstandung zwischen Wickelgegenlage und dem Rotationskörper ist beispielsweise mittels einer Kurvensteuerung bei der Rotation des Rotationskörpers veränderbar, wodurch der Wickelkanal in seinem Höhenprofil vergrößer- oder verringerbar ist. Die ortsfeste Wickelgegenlage ist in Abhängigkeit der zu wickelnden Materialbahnenwickel auswählbar, insbesondere indem die Wickelkontur zur Ausbildung der Materialbahnenwickel gewählt ist. Die Wickelkontur und der Wickelkanal können insbesondere je nach Dicke oder Länge der zu wickelnden Materialbahnenwickel bzw. dem vorgesehenen Durchmesser oder der Intensität der Wickelung des Materialbahnenwickels ausgewählt sein. Die Anzahl der Wickelumdrehungen in dem Wickelkanal ist vorzugsweise aus der Materialbahnenlänge vorbekannt, wodurch ein gezieltes Anhalten und/oder Übergeben an eine weitere Einheit mit einer definierten Nahtlage der letzten äußeren Umwicklung des Materialbahnenwickels gegeben ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche auf, wobei die strukturierte Oberfläche bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen eine Zustandsänderung mindestens einer der Materialbahnen ausbildet und einrichtet. Die Zustandsänderung kann beispielsweise eine (lokale) Verdichtung der Materialbahnen und/oder die Erzeugung einer lokalen Materialbahnenansammlung sein. Vorzugsweise ist die strukturierte Oberfläche bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen zur Erzeugung eines Wickelanfangs ausgebildet und eingerichtet, wobei die Materialbahnen um den Wickelanfang zu einem gewickelten Materialbahnenwickel wickelbar sind. Die strukturierte Oberfläche ist daher ausgebildet und eingerichtet, den Wickelprozess zu beginnen. Weiter bevorzugt ist die strukturierte Oberfläche ein Bereich oder ein Element des Wickelkanals. Die strukturierte Oberfläche kann beispielsweise als Erhebung oder als Vertiefung, insbesondere als eine Rille oder Ausnehmung, ausgebildet und eingerichtet sein. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen mit der strukturierten Oberfläche ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen durch die strukturierte Oberfläche eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang fungiert. Im weiteren Verlauf sind die Materialbahnen um diesen Wickelanfang entlang des sich erweiternden Wickelkanals zu dem Materialbahnenwickel wickelbar. Alternativ kann ein derartiger Wickelanfang auch als Wickelelement bezeichnet werden, um den die Materialbahnen zu einem Materialbahnenwickel wickelbar sind. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Wickelgegenlage und/oder der Rotationskörper zumindest bereichsweise eine beschichtete Oberfläche auf, wobei die beschichtete Oberfläche insbesondere zur Ausbildung unterschiedlicher Gleiteigenschaften mindestens einer der Materialbahnen auf der Wickelgegenlage und/oder auf dem Rotationskörper vorgesehen ist. Die beschichtete Oberfläche kann insbesondere dazu ausgebildet und eingerichtet sein, das Gleiten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels zu verbessern, das heißt die Reibungskraft zu verringern, oder das Gleiten mindestens einer der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels zu reduzieren, das heißt die Reibungskraft zu vergrößern.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wickelkanal mindestens ein Eingriffselement anordenbar oder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Eingriffselement auf der Wickelgegenlage in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar ist oder in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Das Eingriffselement ist insbesondere zur Erzeugung eines Wickelanfangs mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar oder in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Das Eingriffselement stellt beispielsweise eine abschnittsweise Erhebung in dem Wickelkanal dar, um den Wickelprozess bei einem Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit diesem Eingriffselement zu beginnen. Weiter bevorzugt ist das Eingriffselement ein vorgesehenes Element des Wickelkanals, welches in Anlage mit mindestens einer der Materialbahnen bringbar ist. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen mit dem Eingriffselement ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch beispielsweise ein Wickelanfang erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen durch das Eingriffselement eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang fungiert. Im weiteren Verlauf sind die Materialbahnen um diesen Wickelanfang entlang des sich erweiternden Wickelkanals zu dem Materialbahnenwickel wickelbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Eingriffselement jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage und/oder eine auf dem Rotationskörper vorgesehene Öffnung in den Wickelkanal hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Auf diese Weise ist das Eingriffselement nur bedarfsweise dem Wickelkanal in einer Eingriffsposition zuführbar, um beispielsweise einen Wickelanfang aus mindestens einer der Materialbahnen zu erzeugen. Während des weiteren Trans- ports der Materialbahnen entlang des Transportabschnitts verbleibt das Eingriffselement vorzugsweise in der Ruheposition bzw. ist in die Ruheposition außerhalb des Wickelkanals rückführbar, um ein Beschädigen oder einen unerwünschten Eingriff mit einer der Materialbahnen zu verhindern. Die Materialbahnen sind bei einer Anordnung des Eingriffselements in der Ruheposition über die Öffnung hinweg transportierbar und entlang des Wickelkanals zu einem Materialbahnenwickel wickelbar.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeleinrichtung vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle erstreckendes Wickelelement vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen zu bringen. Vorzugsweise ist das Wickelelement schon vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen bringbar, wodurch die Materialbahnen nicht erst bei der Wickelung gemeinsam dem Wickelprozess zugeführt werden müssen, sondern das in Verbindung bringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen und das anschließende Wickeln kann örtlich getrennt voneinander erfolgen. Anders ausgedrückt ist der Vorgang der Wickelung der Materialbahnen nicht an die Bereitstellung des Wickelelements gebunden. Der Rotationskörper kann bevorzugt eine Doppelfunktion bei der Wickelelementeinbringung sowie bei der Wickelung bereitstellen, indem das Wickelelement mittels des Rotationskörpers mit mindestens einer der Materialbahnen in Wirkverbindung bringbar ist, um anschließend die Wickelung in Verbindung mit der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals auszubilden und einzurichten. Sofern die Wickelelementeinbringeinrichtung von der Wickeleinrichtung getrennt ist, können die mit dem Wickelelement versehenen Materialbahnen bevorzugt mittels des dafür vorgesehenen Rotationskörpers und der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals gewickelt werden. Durch die Einbringung eines Wickelelements und der Erzeugung eines ein Wickelement enthaltenden Materialbahnenwickels sind unterschiedliche Möglichkeiten der Nutzung eines Wickelelements gegeben, das durch das bevorzugte Verbleiben in dem Materialbahnenwickel unterschiedliche Zusatzfunktionen in der Energiezelle ausbilden kann. Derartige Wickelelemente werden alternativ auch als Wickelkern, Hilfskern oder Hilfselement bezeichnet. Das Material des Wickelelements ist nicht erfindungsrelevant und es können grundsätzlich sämtliche Materialien vorgesehen sein, die eine Herstellung/Wickelung einer Energiezelle unter Berücksichtigung der einge- setzten Materialbahnen ermöglichen. Vorzugsweise können als Materialien für die Wickelelemente Kunststoffe, besonders bevorzugt PE oder PP, vorgesehen sein. Es ist allerdings jeder andere Werkstoff denkbar, wie z.B. Aluminium oder Kupfer, es muss nur kompatibel zu einer gegebenenfalls bevorzugt vorgesehen Zellchemie der Energiezelle sein. Das Wickelelement kann auf diese Weise positive Aspekte für eine bevorzugt vorgesehene flüssige Zellchemie (z. B. Elektrolyt) aufweisen, indem das Wickelelement beispielsweise als Speichermedium hierfür ausgebildet und eingerichtet ist. Vorzugsweise ist das Wickelelement porös ausgebildet und eingerichtet. Weiter kann das Wickelelement eine Stützfunktion für die zu wickelnden Materialbahnen darstellen, wodurch bessere mechanische Eigenschaften der Energiezelle bereitgestellt werden können. Zudem kann es zweckdienlich sein, dass das Wickelelement nach der Wickelung nicht mehr von dem Materialbahnenwickel getrennt wird, wodurch die Gefahr von Beschädigungen oder Qualitätseinbußen an der Energiezelle minimiert wird. Vorzugsweise wird das Wickelelement auf der obersten Materialbahn der zu wickelnden Materialbahnen aufgebracht. Alternativ kann das Wickelelement beispielsweise auf zwei der Materialbahnen aufgebracht werden. Das in Wirkverbindungbringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche erfolgt weiter bevorzugt durch eine zumindest zeitweise Fixierung des Wickelelements auf oder mit mindestens einer der Materialbahnen. Die mit dem Wickelelement in Wirkverbindung gebrachten Materialbahnen können vorzugsweise gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelelementeinbringeinrichtung als Wickelelementtrommel ausgebildet und eingerichtet, um das Wickelelement vor oder mit dem Start des Wickelprozesses an die Materialbahnen zu übergeben. In bevorzugten Ausführungsformen kann mehr als ein Wickelelement vorgesehen sein, um das die Materialbahnen zu dem Materialbahnenwickel wickelbar sind.

Das in Wirkverbindungbringen des Wickelelements mit mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen ist vorzugsweise irreversibel, so dass das Wickelelement mit mindestens einer Materialbahn fest miteinander verbunden ist. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann es zweckdienlich sein, dass das Wickelelement reversibel mit mindestens einer Oberfläche der um das Wickelelement zu wickelnden Materialbahnen eingebracht ist. Eine Fixierung des Wickelelements kann beispielsweise für einen T ransport der Materialbahnen innerhalb der Vorrichtung, einer Maschine oder einem Anlagenkomplex vorteilhaft sein. Derartige Wickelprozessanlagen können vorzugsweise weitere Mittel und/oder Elemente umfassen, um eine Einbringung des Wickelele- merits und/oder eine anschließende Wickelung zu unterstützen und/oder auszubilden und einzurichten.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung weiter mindestens eine Schneideeinrichtung umfasst, die ausgebildet und eingerichtet ist, mindestens eine der Materialbahnen und/oder den Materialbahnenwickel quer oder längs zur Transportrichtung zu schneiden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung angeordnet. Die mindestens eine Schneideeinrichtung ermöglicht es, mindestens eine oder jede der Materialbahnen und/oder den Materialbahnenwickel zu schneiden. Die Schneideeinrichtungen sind vorzugsweise zum Ablängen von Endlosbahnen vorgesehen, alternativ oder ergänzend können die Schneideeinrichtung vorgesehen sein, den gebildeten Materialbahnenwickel in einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form zu schneiden. Durch die Schneideeinrichtung ist ein breiteres Anwendungsspektrum für die Vorrichtung gegeben, indem beispielsweise breitere Materialbahnen zu schmaleren Materialbahnen mit gewünschten Abmessungen zugeschnitten werden können. Darüber hinaus können Materialbahnen entsprechend eines vorgegebenen Zuschnitts geschnitten werden. Weiter bevorzugt ist mittels der Schneideeinrichtung alternativ oder ergänzend auch ein anderweitiges Schnittmuster ausführbar, beispielsweise spezielle Aussparungen, Leiterbahnen oder spezifische weitere Schnittbilder. Die Schneideeinrichtungen können beispielsweise durch ein Schneidmittel und eine Gegentrommel ausgebildet und eingerichtet sein. Das Schneidmittel schneidet hierzu die auf der Gegentrommel geführten Materialbahnen mit der vorgegebenen Schnittfolge oder Länge, welche durch den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist. Die Gegentrommel ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Rotationskörper. Die Schneideeinrichtung kann vorzugsweise eine Stanz-, Laser-, Messer- oder Thermoschneideeinrichtung umfassen und zur Ausführung des Schneidevorgangs ausgebildet und eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Schneideeinrichtung ein auf der mindestens einen Oberfläche anzuordnendes Wickelelement vor und/oder nach der Anordnung auf der Materialbahn entsprechend einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form schneiden.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper und/oder die Wickelgegenlage zumindest bereichsweise temperierbar und/oder druckbelastbar ausgebildet und eingerichtet ist/sind, um in der Wickelstation zumindest bereichsweise eine Temperatur und/oder Druck auf die Materialbahnen oder den Materialbahnenwickel einzutragen. Durch das Einträgen von Druck können vorgegebene mechanische Eigenschaften bei den Materialbahnen und/oder bei dem Materialbahnenwickel erzeugt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Laminieren, ein Komprimieren oder ein Härten der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels möglich, um diese beispielsweise zumindest bereichsweise miteinander zu verbinden oder um die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts zu beeinflussen. Vorzugsweise ist die Wickelgegenlage oder der Rotationskörper zumindest bereichsweise beheizbar und/oder kühlbar ausgebildet und eingerichtet. Alternativ oder ergänzend kann der Rotationskörper beispielsweise mit einem einstellbaren Druck gegen die Materialbahnen und/oder gegen den Materialbahnenwickel verfahrbar ausgebildet und eingerichtet sein, um einen vorgegebenen Druck innerhalb des Wickelkanals durch Anlage gegen die Wickelgegenlage zu erzeugen. Alternativ oder ergänzend kann eine Einrichtung zum Eintrag von Hilfs- und/oder Zusatzstoffen vorgesehen sein, um beispielsweise ein reversibles oder irreversibles Verbinden der Materialbahnen und/oder des Materialbahnenwickels auszubilden und einzurichten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wickeleinrichtung nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel ausgebildete und eingerichtete Abgabeeinrichtung angeordnet ist. Die Abgabeeinrichtung übernimmt die Materialbahnenwickel von der Wickeleinrichtung oder der Transporteinrichtung, um eine kontinuierliche Herstellung von Energiezellen zu ermöglichen. Die Abgabeeinrichtung ist weiter bevorzugt derart ausgebildet und eingerichtet, dass diese ein von der Wickeleinrichtung erzeugten Materialbahnenwickel übergeben bekommt oder dass ein abgegebener Materialbahnenwickel durch die Abgabeeinrichtung aufnehmbar ist. Die Abgabeeinrichtung ist bevorzugt nach der Wickelstation oder der Transporteinrichtung, insbesondere nach dem Rotationskörper, angeordnet. Mittels der Abgabeeinrichtung ist weiter bevorzugt ein Haftmittel an und/oder auf den Materialbahnenwickel aufbringbar, um den Materialbahnenwickel zumindest zeitweise im Wesentlichen formstabil zu sichern. Das Haftmittel kann beispielsweise ein Klebestreifen sein.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotationskörper mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements und/oder eines Materialbahnenwickels umfasst. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Wickelelementeinbringeinrichtung, insbesondere die Wickelelementtrommel, alternativ oder ergänzend mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements. Die Mulde kann allgemein als Kontur angesehen werden und umfasst allgemein eine entsprechende Ausnehmung zur Anordnung mindestens eines Wickelelements, eines Materialbahnenwickels und/oder mindestens einer Materialbahn. Vorzugsweise weist der Rotationskörper oder die Wickelelementtrommel eine Mehr- oder Vielzahl an Mulden auf, um eine entsprechende Anzahl an Wickelelementen aufzunehmen und an die Materialbahnen zu übergeben. Zur Sicherung der Wickelelemente können bevorzugt weitere Mittel und oder Eigenschaften vorgesehen sein, beispielsweise eine Unterdruckbeaufschlagung, um das Wickelelement und/oder den Materialbahnenwickel zumindest bedarfsweise zu halten.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Materialbahnenwickel in der mindestens einen Mulde entlang des Wickelkanals durch zumindest zeitweise Anlage der Materialbahnen an die Wickelgegenlage bildbar. Die Mulde kann eine Kontur bzw. den Initiator für den Wickelanfang bei dem Materialbahnenwickel bereitstellen. Eine derartige Mulde kann verhindern, dass der Materialbahnenwickel während des Wickelprozesses verrutscht, wodurch Beschädigungen oder eine Verstopfung des Wickelkanals verhindert werden. Es sind insbesondere eine Mehr- oder Vielzahl an Mulden entlang des Umfangs des Rotationskörpers vorgesehen, um eine kontinuierliche Herstellung von Energiezellen mittels der Vorrichtung bereitzustellen. Die Form und/oder Tiefe der Mulde kann in Abhängigkeit der Ausgangsmaterialien oder der gewünschten Abmessung des Materialbahnenwickels ausgewählt sein. In bevorzugten Weiterbildungen kann es zweckdienlich sein, dass ein Wickelelement oder ein Materialbahnenwickel von einer Mulde in eine weitere aufnehmende Mulde während des Wickelprozesses überführbar ist. Somit kann ein sicherer und schonender Transport des Wickelelements oder des Materialbahnenwickels bereitgestellt werden. Hierzu kann die Transporteinrichtung weiter bevorzugt mindestens einen weiteren mindestens eine Mulde aufweisenden Rotationskörper umfassen.

Die Aufgabe wird auch durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass der Materialbahnenwickel durch einen die Wickeleinrichtung umfassenden antreibbaren Rotationskörper und eine Wickelgegenlage in einem in der Wickelstation angeordneten Wickelkanal gebildet wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass die mindestens zwei Materialbahnen zuverlässig und einheitlich zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. Die Materialbahnenwickel werden dafür entsprechend in dem Wickelkanal durch Anlage der mindestens zwei Materialbahnen an die Wickelgegenlage und den Rotationskörper gewickelt, während vorzugsweise ein Wickelprozess eines weiteren Materialbahnenwickels anschließend oder bereits wäh- renddessen begonnen wird. Durch die Erzeugung eines Materialbahnenwickels und einer gleichzeitigen Abführung eines bereits gewickelten Materialbahnenwickels ist es beispielsweise möglich, dass der Transport der Materialbahnen von der Wickelung getrennt wird, so dass die Energiezellen in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt werden können. Die Materialbahnenwickel werden dafür entsprechend in dem Wickelkanal durch die Wickelgegenlage und den vorzugsweise drehbar angetrieben ausgebildeten und eingerichteten Rotationskörpers gewickelt. Die Materialbahnen werden bevorzugt von einer Endlosbahn kontinuierlich zugeführt, wodurch die Herstellung der Materialbahnenwickel ebenfalls kontinuierlich erzeugbar ist. Die übereinanderliegend bereitgestellten Materialbahnen werden in dem Wickelkanal zentral zugeführt, so dass keine separate Handhabung der zu wickelnden Materialbahnen um einen festen Wickelkern erforderlich ist. Der Wickelkanal kann vorzugsweise in Verlauf der Transportrichtung dynamisch ausgebildet sein, um den Wickelprozess sukzessive entlang des Transportabschnitts auszubilden und einzurichten. Die Wickelung erfolgt, indem der zu erzeugende Materialbahnenwickel während des Wickelprozesses in dem Wickelkanal durch Anlage an die Wickelgegenlage mittels des Rotationskörpers angetrieben wird. Durch die zumindest bereichsweise Anlage der Materialbahnen wird eine Möglichkeit bereitgestellt, die Materialbahnen durch den Rotationskörper mit der Wickelgegenlage innerhalb des Wickelkanals in Wirkverbindung zu bringen, um die übereinanderliegenden Materialbahnen entsprechend gemeinsam zu wickeln. Durch die Bildung des Materialbahnenwickels in der Wickelstation werden die Materialbahnen in dem Wickelkanal gewickelt, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von Materialbahnenwickeln sowie Energiezellen gegeben ist. Die Materialbahnen können in dem Wickelprozess gemeinsam mit den gesamten zu wickelnden Materialbahnen aufgewickelt werden. Während des Wickelprozesses sind die aufzuwickelnden Materialbahnen innerhalb des Wickelkanals angeordnet und können bei der Zuführung bevorzugt gezogen und bewegt werden und gemeinsam „als eine Materialbahn“ dem Wickelprozess zugeführt werden. Durch die Wickelstation mit dem Wickelkanal wird die benötigte Anzahl an Zuführungen und/oder Transporteinrichtungen während des Wickelprozesses verringert, wodurch eine schnellere sowie flexiblere Herstellung von Energiezellen gegeben ist. Die zu wickelnden Materialbahnen können zudem flexibler transportiert und mittels der Wickelgegenlage gewickelt werden, wodurch eine vergrößerte Anzahl an Wickelungen und Geometrien der Energiezellen erzeugbar sind und die Gefahr des Verrutschens oder des Bruchs der Materialbahnen verringert wird. Es ist kein Wickelkern bei den Materialbahnenwickel erforderlich, der im Nachgang an den Wickelprozess entfernt werden muss. Nach der Herstellung eines Materialbahnenwickels kann in der Wickelstation der Wickeleinrichtung verzögerungsfrei der nächste Wickelprozess der Materialbahnen gestartet werden, wodurch eine kontinuierliche Herstellung von gewickelten Energiezellen gegeben ist. Bei der Herstellung des Materialbahnenwickels kann vorzugsweise ein Wickelelement vorgesehen sein, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden. Alternativ kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wickelanfang bzw. ein Wickelelement aus mindestens einer der Materialbahnen erzeugbar ist, um das die mindestens zwei Materialbahnen in dem Wickelkanal zu einem Materialbahnenwickel gewickelt werden.

Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere auch auf die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail geschilderten Vorzüge verwiesen. Diese gelten in analoger Weise auch für das im Folgenden angegebene erfindungsgemäße Verfahren.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen auf dem Rotationskörper zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals transportiert werden, wobei der Materialbahnenwickel durch Anlage der Materialbahnen mit der Wickelgegenlage gebildet wird.

Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkanal entlang des Transportabschnitts derart erweitert und/oder verändert wird, dass der Materialbahnenwickel bei einem Transport durch den Wickelkanal mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Materialbahnenwickel durch eine ortsfeste Wickelkontur der Wickelgegenlage und den Rotationskörper entlang des Wickelkanals gebildet

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit einer zumindest bereichsweisen strukturierten Oberfläche der Wickelgegenlage zumindest bereichsweise eine Zustandsänderung ausbilden und einrichten. Die Zustandsänderung ist beispielsweise ein Wickelanfang zum Erzeugen eines Materialbahnenwickels oder eine zumindest bereichsweise Materialverdichtung. Weiter bevorzugt werden die Mate- rialbahnen um einen Wickelanfang zu einem gewickelten Materialbahnenwickel gewickelt, wobei der Wickelanfang durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen mit einer zumindest bereichsweisen strukturierten Oberfläche der Wickelgegenlage erzeugt wird.

Eine weitere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Wickelanfang mittels mindestens eines in dem Wickelkanal angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements erzeugt wird, wobei das mindestens eine Eingriffselement auf der Wickelgegenlage in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen gebracht wird oder in den Wickelkanal zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen hineinragt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Wickelelement mit den Materialbahnen oder ein Wickelanfang bei einem Eingriff mit dem Eingriffselement in Rotation versetzt, um den Wickelvorgang zu initiieren. Hierzu ist das Eingriffselement derart ausgestaltet, dass es zumindest bereichsweise in Wirkverbindung mit dem Wickelelement oder dem Wickelanfang gebracht wird oder in den Wickelkanal zum Eingriff mit dem Wickelelement oder dem Wickelanfang hineinragt.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Eingriffselement jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage und/oder durch eine auf dem Rotationskörper vorgesehene Öffnung zur Erzeugung des Wickelanfangs in den Wickelkanal hineinragt.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle erstreckendes Wickelelement in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche der zu wickelnden Materialbahnen gebracht wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der Materialbahnen und/oder der Materialbahnenwickel quer und/oder längs zur Transportrichtung mittels einer Schneideeinrichtung geschnitten wird/werden, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden/wird die Materialbahnen oder der Materialbahnenwickel in der Wickelstation mittels des Rotationskör- pers und/oder der Wickelgegenlage zumindest bereichsweise temperiert und/oder druckbelastet.

Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbahnenwickel mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung nachgelagert angeordneten Abgabeeinrichtung von der Wickeleinrichtung abgegeben wird.

Weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen sowie bevorzugte Vorrichtungsgegenstände ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.

Anhand der vorgenannten Figuren wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben.

Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen 10 sind exemplarisch als eigenständige und separate Vorrichtungen 10 ausgebildet und eingerichtet. Die Erfindung bezieht sich jedoch in gleicher Weise auf eine vergleichbare Vorrichtung 10, die in einer komplexeren Anlage mit mehreren Baugruppen oder vor- und/oder nachgelagerten weiteren Vorrichtungs- oder Maschinenbestandteilen integriert ist. Derartige Vorrichtungen 10 können insbesondere in der (Maschinen-)Breite variabel ausgebildet und eingerichtet sein, so dass mehrere Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 parallel mittels der Vorrichtung 10 bearbeitet werden können. Anders ausgedrückt können auf einer Vorrichtung 10 eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 parallel verar- beitet werden, indem die Vorrichtungsbestandteile in der Breite entsprechend angepasst sind. Hierzu sind die vorgesehenen Einrichtungen und die jeweiligen Mittel korrespondierend anzupassen, um eine Skalierbarkeit in der Breite bereitzustellen.

Die vorgesehenen Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden vorzugsweise in einer Herstellmaschine erzeugt, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfassen kann und/oder der eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 nachgelagert angeordnet ist. Eine derartige - in den Figuren nicht dargestellte - Herstellmaschine umfasst vorzugsweise unterschiedliche Schritte, um die entsprechenden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit den vorgesehenen Eigenschaften zum Herstellen einer gewickelten Energiezelle 17 zu erzeugen. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden in der Regel als Endlosbahnen bereitgestellt und können bereits in vorgesehenen Längen und/oder Breiten vorgeschnitten vorliegen. In einer vorgelagerten Vorrichtung bzw. in vorgelagerten Verarbeitungsschritten können die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 darüber hinaus vorzugsweise zumindest bereichsweise miteinander zu einem Materialbahnenverbund verbindbar sein. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sind vorzugsweise ausgewählt aus zwei Separatormaterialbahnen 11 , 13 und jeweils eine Anodenmaterialbahn 12 und eine Katho- denmaterialbahn 14.

Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen jeweils schematisch eine unterschiedliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 dient zur Herstellung von gewickelten Energiezellen 17 aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sind der Vorrichtung 10 zumindest bereichsweise übereinanderliegend mittels mindestens einer Zuführeinrichtung 15 zuführbar, wobei in den dargestellten Ausführungsformen jeweils nur eine Zuführeinrichtung 15 gezeigt ist. Im Sinne der Erfindung können die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auch mit einem (geringfügigen) Abstand übereinanderliegend transportiert werden. Vorzugsweise können die mindestens zwei Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 als zumindest bereichsweise verbundener Materialbahnenverbund vorliegen. Alternativ können die mindestens zwei Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 vor dem Wickeln zumindest bereichsweise zu einem Materialbahnenverbund verbunden werden. Die Herstellung des Materialbahnenverbundes erfolgt bevorzugt vor oder mit dem Wickeln. Die übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sind exemplarisch jeweils als eine einzelne Materialbahn 11 , 12, 13, 14 dargestellt, wobei die übereinanderliegend angeordneten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mindestens eine Oberfläche 18 aufweisen. Die Oberfläche 18 der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ist nicht auf die Ober- seite beschränkt, sondern kann auch auf der Unterseite der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 angeordnet sein. Unter Oberfläche 18 ist im Grunde sämtliche freie Fläche der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu verstehen. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Transporteinrichtung 19 zum zumindest bereichsweisen Transportieren der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Transportrichtung T entlang eines Transportabschnitts durch die Vorrichtung 10, wobei die Transporteinrichtung 19 mindestens ein Transportelement 20 umfasst. Weiter umfasst die Vorrichtung 10 eine Wickeleinrichtung 21 zum Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 in einer die Wickeleinrichtung 21 umfassenden Wickelstation 23.

Die Wickelungen bei den Materialbahnenwickel 22 sowie bei den Energiezellen17 sind in den Figuren der Einfachheit halber schematisch als übereinanderliegend, angeordnete konzentrische Kreise dargestellt. Eine entsprechende Wickelung von übereinanderliegend, angeordneten Materialbahnen 11 ,12 ,13, 14 würde im bestimmungsgemäßen Gebrauch im Querschnitt spiralförmig bzw. ohne geschlossene kreisförmige Segmente erscheinen.

Die Vorrichtung 10 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Wickeleinrichtung 21 einen antreibbaren Rotationskörper 24 und eine Wickelgegenlage 25 umfasst, wobei der Rotationskörper 23 und die Wickelgegenlage 24 einen in der Wickelstation 23 angeordneten Wickelkanal 26 zur Bildung des Materialbahnenwickels 22 ausbilden und einrichten. In den Fig. 1 bis Fig. 3 ist beispielhaft der Verlauf der Wickelung in dem Wickelkanal 26 der Wickelstation 23 dargestellt. Der Materialbahnenwickel 22 ist innerhalb des Wickelkanals 26 in unterschiedlichen Zuständen der Wickelung gezeigt, wobei sich die Wickelung in Verlauf der Transportrichtung T bzw. in Umlaufrichtung 27 des Rotationskörpers 24 durch die Aufwickelung der Materialbahnen um den bereits gebildeten Materialbahnenwickel 22 im Durchmesser sukzessive vergrößert. Der Rotationskörper 24 ist vorzugsweise drehbar angetrieben und rotiert um seine Achse in Umlaufrichtung 27, was bevorzugt die Transportrichtung T der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 darstellt. In dem Wickelkanal 26 sind die ausschnittsweise dargestellten Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Anlage mit der Wickelgegenlage 25 sowie dem Rotationskörper 24, wobei die Wickelung zu dem Materialbahnenwickel 22 ausführbar ist. In den Fig. 1 bis 3 sind die Rotationskörper 24 exemplarisch als rotationssymmetrische Körper, insbesondere Rollen, Trommeln, Stangen, Zylinder etc., dargestellt. Im Sinne der Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, dass der Rotationskörper 24 eine derartige Ausgestaltung aufweist. Es ist lediglich erforderlich, dass der Rotationskörper 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in dem Wickelkanal 26 zu einem Materialbahnenwickel 22 wickelt.

In einer vorteilhaften, in den Fig. 1 bis Fig. 3 nicht im Detail dargestellten, Ausführungsform ist der Rotationskörper 24 in seiner Anordnung zu der Wickelgegenlage 25 und/ oder die Wickelgegenlage 25 in ihrer Anordnung zu dem Rotationskörper 24 derart veränderbar ausgebildet und eingerichtet, dass der Wickelkanal 26 in Verlauf des Wickelns der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 vergrößer- und/oder verringerbar ist. Anders ausgedrückt ist vorzugsweise der Abstand zwischen dem Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25 zueinander durch eine Positionsänderung mindestens eines der Vorrichtungsbestandteile anpassbar. Durch die Veränderbarkeit des Wickelkanals 26 kann ein direkter Einfluss auf die zu wickelnden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bzw. den Materialbahnenwickel 22 genommen werden.

In den Fig. 1 bis Fig. 3 sind die Ausführungsformen der Vorrichtung 10 im Querschnitt dargestellt und exemplarisch ist auf der Zuführeinrichtung 15 und auf der Transporteinrichtung 19 jeweils eine Materialbahn 11 , 12, 13, 14 dargestellt. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch können auf derartigen Vorrichtungen 10 eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gleichzeitig, das heißt beispielsweise nebeneinander, innerhalb der Vorrichtung 10 transportierbar und mittels der mindestens einen Wickeleinrichtung 21 zu einem Materialbahnenwickel 22 sowie zu einer Energiezelle 17 herstellbar sein. Die entsprechenden Vorrichtungsbestandteile sind hierzu bevorzugt in der Breite angepasst, dass eine im Wesentlichen parallele Herstellung von mehreren Energiezellen 17 ausführbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auf dem Rotationskörper 24 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 transportierbar, wobei der Materialbahnenwickel 22 durch Anlage der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit der Wickelgegenlage 25 bildbar ist. Es ist im Sinne der Erfindung nicht erforderlich, dass die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 während des gesamten T ransportes in Anlage mit der Wickelgegenlage 25 stehen. Die Wickelgegenlage 25 bildet eine Anlagefläche aus, die zur zumindest bereichsweisen Anlage mit den Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bzw. dem Materialbahnenwickel 22 ausgebildet und eingerichtet ist. Bevorzugt ist der Wickelkanal 26 entlang des Transportabschnitts derart erweitert, erweiterbar und/oder veränderbar, dass der Materialbahnenwickel 22 bei einem Transport durch den Wickelkanal 26 mit einer vorgegebenen Wickelung bildbar ist. Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen jeweils den Wickelkanal 26, der sich in Verlauf der Transportrichtung T sowie entlang der Umlaufrichtung 27 des Rotationskörpers 24 sukzessive erweitert. Die Erweiterung erfolgt in den Ausführungsbeispielen, indem der Wickelkanal 26 derart ausgestaltet ist, dass sich der Abstand zwischen Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25 vergrößert. Eine alternative vergrößerte Beabstandung ist zum Beispiel auch mittels einer entsprechenden Kurven Steuerung des Rotationskörpers 24 ausbildbar.

In den bevorzugten Ausführungsformen der Fig. 1 bis Fig. 3 weist die Wickelgegenlage 25 eine ortsfeste Wickelkontur 28 auf, wobei der Wickelkanal 26 in Abhängigkeit von der Wickelkontur 28 und dem Rotationskörper 24 ausgebildet und eingerichtet ist. Anders ausgedrückt ist die Wickelkontur 28 durch die Ausgestaltung der Wickelgegenlage 25 gebildet, die durch das Zusammenspiel mit dem Rotationskörper 24 die Wickelkontur 28 erzeugt. Die Wickelkontur 28 ist maßgeblich für die Erzeugung des Materialbahnenwickels 22, da mittels der Wickelkontur insbesondere 28 die Anzahl der Wickelungen der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 sowie der entsprechende Krafteintrag durch den Rotationskörper 24 einstellbar ist. Vorzugsweise weist die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche 29 auf, wobei die strukturierte Oberfläche 29 bei Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zur Erzeugung eines Wickelanfangs 30 ausgebildet und eingerichtet ist, wobei die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 um den Wickelanfang 30 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 wickelbar sind. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, kann die strukturierte Oberfläche 29 beispielsweise als (lokale) Erhebung ausgebildet und eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann die strukturierte Oberfläche 29 eine Vertiefung, insbesondere eine Rille oder eine Ausnehmung, sein. Bei einem Kontakt mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit der strukturierten Oberfläche 29 ist eine Irritation des ursprünglichen Transports der Materialbahn/en 11 , 12, 13, 14 entlang des Transportabschnitts gegeben, wodurch ein Wickelanfang 30 erzeugbar ist. Es wird auf diese Weise der Effekt ausgenutzt, dass mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 durch die strukturierte Oberfläche 29 eine Stauchung erfährt, wodurch eine lokale Materialbahnenansammlung erfolgt, die als Wickelanfang 30 fungiert. Der Wickelanfang 30 stellt ein Wickelelement dar, um das die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 innerhalb des Wickelkanals 26 mittels des Rotationskörpers 24 sowie der Wickelgegenlage 25 zu dem Materialbahnenwickel 22 gewickelt werden. Vorzugsweise wird der Wickelanfang 30 aus mindestens einer Separatormaterialbahn 11 , 13, besonders bevorzugt aus zwei Separatormaterialbahnen 11 , 13 gebildet. In einer weiteren bevorzugten, in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, ist in dem Wickelkanal 26 mindestens ein Eingriffselement 31 anordenbar oder angeordnet, wobei das mindestens eine Eingriffselement 31 auf der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bringbar ist oder in den Wickelkanal 26, insbesondere zur Erzeugung eines Wickelanfangs 30, hineinragbar ausgebildet und eingerichtet ist. Bevorzugt ist das mindestens eine Eingriffselement 30 jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage 25 und/oder durch eine auf dem Rotationskörper 24 vorgesehenen Öffnung in den Wickelkanal 26 hineinragbar ausgebildet und eingerichtet. Vorzugsweise ist durch das Eingriffselement 31 innerhalb des Wickelkanals 25 lokal die Wickelkontur 28 veränderbar, wodurch der herkömmlich mittels des Rotationskörpers 24 vorgesehene Transport der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gestört wird. Das Eingriffselement 31 verändert den „ungestörten“ Transport der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14, wodurch diese gestaut und zu einer lokalen Materialbahnenansammlung bildbar sind, was den Wickelanfang 30 erzeugt, um den die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 im weiteren Verlauf des Wickelkanals 26 zu dem Materialbahnenwickel 22 wickelbar sind. Das Eingriffselement 31 ist hierzu vorzugsweise um eine Achse zumindest teilweise rotierbar 33, alternativ allgemein beweglich, ausgebildet und eingerichtet, um bedarfsweise, das heißt bei einer gewünschten Erzeugung eines Wickelanfangs 30, in den Wickelkanal 26 hineinzuragen.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Wickeleinrichtung 21 vorgelagert mindestens eine Wickelelementeinbringeinrichtung 34 angeordnet ist, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle 17 erstreckendes Wickelelement 35 vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche 18 der zu wickelnden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu bringen. Eine derartige Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ist in der Fig. 2 gezeigt. Die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ist in der Fig. 2 als rotierbarer Körper, beispielsweise als Trommel, Walze, Rolle, Zylinder, Welle, Spule oder dergleichen, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch, ausgebildet und eingerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 als Wickelelementtrommel ausgebildet und eingerichtet, um das Wickelelement 35 vor oder mit dem Start des Wickelprozesses an die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu übergeben. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Wickelelement 35 mittels der Wickelelementeinbringeinrichtung 34 quer oder längs zur Transportrichtung T der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auf der Oberfläche 18 mindestens einer der Mate- rialbahnen 11 , 12, 13, 14 anordenbar, vorzugsweise fixiert anordenbar. Die fixierte Anordnung ist beispielsweise mittels eines Klebestoffes ausbildbar, was durch eine - in den Figuren nicht gezeigte - Klebstoffauftrageeinrichtung auf dem Wickelelement 35 und/oder der Oberfläche 18 einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 aufbringbar ist. Die Fixierung des Wickelelements 35 auf mindestens einer Oberfläche 18 kann besonders bevorzugt mittels Beleimung erfolgen. Das Wickelelement 35 ist weiter bevorzugt mittels Unterdruckbeaufschlagung auf der Wickelelementeinbringeinrichtung 34 haltbar. Weiter kann die Wickelelementeinbringeinrichtung 34 mindestens eine Mulde zur Aufnahme des Wickelelements 35 umfassen. In weiteren - in den Figuren nicht gezeigten - Ausführungsformen kann das Transportelement 20 bzw. der Rotationskörper 24 als Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ausgebildet und eingerichtet sein, indem mittels des Umfangs des Rotationskörpers 24 die Wickelelemente 35 auf der Oberfläche 18 mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 anordenbar sind. Vorzugsweise umfasst der Rotationskörper 24 mindestens eine Mulde zur Aufnahme eines Wickelelements 35 und/oder eines Materialbahnenwickels 22. Der Materialbahnenwickel 22 ist weiter bevorzugt in der mindestens einen Mulde entlang des Wickelkanals 26 durch zumindest zeitweise Anlage der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 an die Wickelgegenlage 25 bildbar.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird/werden mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder der Materialbahnenwickel 22 quer und/oder längs zur Transportrichtung T mittels einer Schneideeinrichtung 36 geschnitten, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung 21 angeordnet. In den Fig. 1 und Fig. 2 ist schematisch eine Schneideeinrichtung 36 dargestellt, die zum Schneiden der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausgebildet und eingerichtet ist. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 10 der Fig. 3 ebenfalls eine entsprechende Schneideeinrichtung. Mittels der Schneideeinrichtungen 36 sind die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 vorzugsweise hinsichtlich ihrer Länge und/oder in ihrer Breite schneidbar. Alternativ oder ergänzend können zudem die Materialbahnenwickel 22 geschnitten werden und/oder es sind weiter bevorzugt bestimmte Schnittmuster der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausführbar. Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in einer vorbestimmten Länge, welche durch die anschließende Wickelung, den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist, abgelängt. In den Fig. 1 und Fig. 2 ist die Schneideeinrichtung 36 weiter bevorzugt vor der Wickeleinrichtung 21 angeordnet, wodurch vor oder nach der Wickelung die Endlosbahn 16 trennbar ist, um eine kontinuierliche Herstellung der Energiezellen 17 bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend - ZI - kann die mindestens eine Schneideeinrichtung 35 oder eine weitere Schneideeinrichtung 36 ein auf der mindestens einen Oberfläche 18 anzuordnendes Wickelelement 35 vor und/oder nach der Anordnung auf der mindestens einen Materialbahn 11 , 12, 13, 14 entsprechend einer vorgegebenen Länge, Breite und/oder Form schneiden.

Weiter bevorzugt ist/sind der Rotationskörper 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise temperierbar und/oder druckbelastbar ausgebildet und eingerichtet, um in der Wickelstation 23 zumindest bereichsweise eine Temperatur und/oder Druck auf die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 oder den Materialbahnenwickel 22 einzutragen. Hierzu ist der Rotationskörper 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 vorzugsweise beheizbar und/oder kühlbar ausgebildet und eingerichtet. Alternativ oder ergänzend kann der Rotationskörper 24 und/oder die Wickelgegenlage 25 beispielsweise mit einem einstellbaren Druck gegen die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder gegen den Materialbahnenwickel 22 verfahrbar ausgebildet und eingerichtet sein. Die Erzeugung des Drucks ist beispielsweise mittels einer Kurvensteuerung des Rotationskörpers 24 ausbildbar.

In weiterten vorteilhaften Ausführungen ist der Wickeleinrichtung 21 nachgelagert mindestens eine zur Abgabe der Materialbahnenwickel 22 ausgebildete und eingerichtete - in den Figuren nicht gezeigte - Abgabeeinrichtung angeordnet. Die Abgabeeinrichtung kann beispielsweise als Greifarm, Transportband, Trommel etc. ausgebildet und eingerichtet sein.

Im Folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert. Das Verfahren dient zur Herstellung von gewickelten Energiezellen 17 aus mindestens zwei übereinanderliegend angeordneten Materialbahnenl 1 ,12, 13, 14, umfassend die Schritte Zuführen der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mittels mindestens einer Zuführeinrichtung 15, zumindest bereichsweises Transportieren der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Transportrichtung T entlang eines Transportabschnitts mittels einer ein Transportelement 20 umfassenden Transporteinrichtung 19, und Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 mittels einer eine Wickelstation 23 umfassenden Wickeleinrichtung 21. In den Fig. 1 bis Fig. 3 sind jeweils entsprechende Vorrichtungen 10 zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Materialbahnenwickel 22 durch einen die Wickeleinrichtung 21 umfassenden antreibbaren Rotationskörper 24 und eine Wickelgegenlage 25 in einem in der Wickelstation 23 angeordneten Wickelkanal 26 gebildet wird. In der Fig. 1 bis Fig. 3 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Wickeleinrichtung 21 dargestellt, wobei diese jeweils derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass der Rotationskörper 24 in Verbindung mit der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung miteinander steht, um gemeinsam einen Wickelkanal 26 zur Erzeugung des Materialbahnenwickels 22 aus den Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 zu bilden. Bei derartigen Verfahren können vorzugsweise eine Mehr- oder Vielzahl an Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gleichzeitig, das heißt beispielsweise nebeneinander, mittels der mindestens einen Wickeleinrichtung 21 jeweils zu einem Materialbahnenwickel 22 herstellbar sein. Die Wickeleinrichtung 21 mit dem Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25 steht dazu in Wirkverbindung mit den mindestens zwei Materialbahnen 11 , 12, 13, 14, um den Materialbahnenwickel 22 auszubilden.

Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 auf dem Rotationskörper 24 zumindest bereichsweise entlang des Wickelkanals 26 transportiert, wobei der Materialbahnenwickel 22 durch Anlage der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit der Wickelgegenlage 25 gebildet wird. Wie in den Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt ist, werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bevorzugt durch den Rotationskörper 24, der in den bevorzugten Ausführungsformen ebenfalls ein Transportelement 20 der Transporteinrichtung 19 darstellt, durch Anlage mit der Wickelgegenlage 25 in dem Wickelkanal 26 dadurch gebildet, dass der Rotationskörper 24 die Materialbahnen bzw. den daraus gebildeten Materialbahnenwickel 22 entlang des Wickelkanals 26 transportiert, wodurch sich die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in Verlauf der Transportrichtung T aufwickeln. Der Wickelkanal 26 wird bevorzugt entlang des Transportabschnitts derart erweitert, dass der Materialbahnenwickel 22 bei einem Transport durch den Wickelkanal 26 mit einer vorgegebenen Wickelung gebildet wird. In Umlaufrichtung 27 des Rotationskörpers 24 erweitert sich sukzessive der Abstand zwischen dem Rotationskörper 24 und der Wickelgegenlage 25, wodurch ausreichend Raum für die Wickelung des Materialbahnenwickels 22 vorherrscht. Vorzugsweise wird der Materialbahnenwickel 22 durch eine ortsfeste Wickelkontur 28 der Wickelgegenlage 25 und den Rotationskörper 24 entlang des Wickelkanals 26 gebildet. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden hierfür entlang der Wickelkontur 28 mittels des Rotationskörpers 24 bewegt, um einen Einfluss auf die Wickelung sowie die Formgebung des Materialbahnenwickels 22 auszubilden und einzurichten. In der Fig. 1 ist dargestellt, dass die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in einer bevorzugten Ausführungsform durch Eingriff mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit einer die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche 29 zumindest bereichsweise eine Zustandsänderung ausbilden und einrichten. In dem konkreten Ausführungsbeispiel werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 um einen Wickelanfang 30 zu einem gewickelten Materialbahnenwickel 22 gewickelt, wobei der Wickelanfang 30 durch Eingriff der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 mit einer die Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise aufweisenden strukturierten Oberfläche 29 erzeugt wird. Mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 wird hierzu mittels des Transportelements 20 über die strukturierte Oberfläche 29 transportiert, wodurch der Wickelanfang 30, beispielsweise durch die Erzeugung einer Materialbahnenansammlung, erzeugt wird. Im weiteren Verlauf wird der Materialbahnenwickel 22 in dem Wickelkanal 26 zwischen dem Rotationskörper 24 sowie der Wickelgegenlage 25 aufgewickelt. Alternativ oder ergänzend wird ein Wickelanfang 30 mittels mindestens eines in dem Wickelkanal 26 angeordneten oder anordenbaren Eingriffselements 31 erzeugt, wobei das mindestens eine Eingriffselement 31 auf der Wickelgegenlage 25 in Wirkverbindung mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gebracht wird oder in den Wickelkanal 26 zum Eingriff mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 hineinragt. In der Fig. 3 ist eine derartige Vorrichtung 10 zur Ausbildung des entsprechenden Verfahrensschrittes gezeigt. Das Eingriffselement 31 ist hierzu, vorzugsweise zum bedarfsweisen Eingriff in den Wickelkanal 26 mit mindestens einer der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausgebildet und eingerichtet. Nach der Erzeugung eines Wickelanfangs 30 bzw. nach dem Eingriff wird das Eingriffselement weiter bevorzugt wieder aus dem Wickelkanal 26 geführt, damit die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 während des Transports nicht behindert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine Eingriffselement 31 jeweils durch eine auf der Wickelgegenlage 25 und/oder durch eine auf dem Rotationskörper 24 vorgesehenen Öffnung 32 zur Erzeugung des Wickelanfangs 30 in den Wickelkanal 26 hineinragend ausgebildet und eingerichtet.

In der vorteilhaften Ausführung der Fig. 2 wird vor oder mit dem Wickeln der Materialbahnen 11 , 12, 13,14 mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung 21 vorgelagerten Wickelelementeinbringeinrichtung 34 ein sich in Richtung der Längsachse der Energiezelle 17 erstreckendes Wickelelement 35 in Wirkverbindung mit mindestens einer Oberfläche 18 der zu wickelnden Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 gebracht. Vorzugsweise wird/werden mindestens eine der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/ oder der Materialbahnenwickel 22 quer und/oder längs zur Transportrichtung T mittels einer Schneideeinrichtung 36 geschnitten, vorzugsweise vor und/oder nach der Wickeleinrichtung 21 angeordnet. In den Fig. 1 und Fig. 2 ist schematisch eine Schneideeinrichtung 36 dargestellt, die zum Schneiden der Materialbahnen 11 , 12, 13, M ausgebildet und eingerichtet ist. Mittels der Schneideeinrichtungen 36 werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 bevorzugt hinsichtlich ihrer Länge und/oder ihrer Breite geschnitten. Alternativ oder ergänzend können zudem die Materialbahnenwickel 22 geschnitten werden und/oder es sind weiter bevorzugt bestimmte Schnittmuster der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 ausführbar. Vorzugsweise werden die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 in einer vorbestimmten Länge, welche durch die anschließende Wickelung, den Schneidvorgang und/oder das entsprechende Schneidmittel definiert ist, abgelängt.

In einer weiteren bevorzugten - in der Fig. 4 dargestellten - Ausführungsform, werden/ wird die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 oder der Materialbahnenwickel 22 in der Wickelstation 23 mittels des Rotationskörpers 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise temperiert und/oder druckbelastet. Weiter bevorzugt werden/wird die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 oder der Materialbahnenwickel 22 in dem Wickelkanal 26 mittels des Rotationskörpers 24 und/oder der Wickelgegenlage 25 zumindest bereichsweise erwärmt und/oder abgekühlt sowie druckbelastet. Durch die Temperierung oder Druckbelastung können weitere Eigenschaften bei den Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder bei dem Materialbahnenwickel 22 erzeugt werden, was durch eine entsprechende Steuerung/Regelung der Dauer der Temperierung oder Druckbelastung entsprechend einstellbar ist. Die Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 werden bevorzugt vor dem Wickelprozess zumindest bereichsweise miteinander verbunden, um gemeinsam der Wickeleinrichtung 21 zugeführt zu werden.

Im Anschluss an den Wickelprozess wird der Materialbahnenwickel 22 in bevorzugten Ausführungen mittels mindestens einer der Wickeleinrichtung 21 nachgelagert angeordneten - in den Figuren nicht dargestellten - Abgabeeinrichtung von der Wickeleinrichtung 21 abgegeben. Die Abgabeeinrichtung kann beispielsweise in die Transporteinrichtung 19 integriert und/oder der Transporteinrichtung 19 angeschlossen sein, damit ein kontinuierlicher Herstellungs- und Abgabeprozess der Materialbahnenwickel 22 / Energiezellen 17 bereitgestellt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Abgabeeinrichtung vorzugsweise mindestens eine - in den Figuren nicht dargestellte - Fixiereinrichtung, die zum zumindest bereichsweisen Fixieren des Materialbahnenwickels 22 ausgebildet und eingerichtet ist. Hierzu kann beispielsweise ein Klebemittel, beispielsweise ein Klebestreifen, ein Tape oder dergleichen, auf mindestens einer Oberfläche der Materialbahnen 11 , 12, 13, 14 und/oder auf einer Ober- fläche des Materialbahnenwickels 22 eingebracht/aufgebracht werden, um ein unerwünschtes Öffnen/Entwickeln des Materialbahnenwickels 22 nach dem Wickeln zu verhindern.