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Title:
INDIVIDUALIZING DEVICE FOR CUTTING AND INDIVIDUALIZING ENERGY CELL SEGMENTS FROM A SUPPLIED CONTINUOUS WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/285277
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an individualizing device (1) for cutting and individualizing energy cell segments (6) from a supplied continuous web (5). A cutting device (2) is provided, by means of which the segments (6) are cut from the continuous web (5) in a specified length, and a spacing modifying element, in particular a spacing modifying drum (3), is provided which is rotated about a rotational axis (D) by means of a drive device, wherein a plurality of transport segments (8) for receiving the segments (6) are provided on a lateral surface of the spacing modifying element (3), and the transport segments (8) are movably arranged with respect to the radial and/or circumferential direction of the spacing modifying element (3). A transfer device (4) is also provided which receives the segments (6) from the spacing modifying element (3). The invention is characterized in that the spacing modifying element (3) and the cutting device (2) are separate assemblies and/or are functionally decoupled and/or the cutting device (2) is arranged between the supplied continuous web (5) and the spacing modifying element (3), and the transport segments (8) circulate from a receiving location (I) to a transfer location (II) and back in a circulating movement during the rotational movement of the spacing modifying element (3). The transport segments (8) receive segments (6) cut from the continuous web (5) by the cutting device (2) at the receiving location (I), transport the segments to the transfer location (II) while increasing the spacing (A) of the segments to the rotational axis (D) in the circumferential direction, and transfer the segments to the transfer device (4) with the increased spacing (A).

Inventors:
KLEINE WÄCHTER MICHAEL (DE)
MEINKE KARSTEN (DE)
FOLGER MANFRED (DE)
MEINS THOMAS (DE)
KESSLER MARC (DE)
LÜNEBURG MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/068899
Publication Date:
January 19, 2023
Filing Date:
July 07, 2022
Export Citation:
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Assignee:
KOERBER TECH GMBH (DE)
International Classes:
B65H35/08; B26D1/40; B26D7/20
Domestic Patent References:
WO2016041713A12016-03-24
Foreign References:
DE102017216213A12019-03-14
DE102017216138A12019-03-14
Attorney, Agent or Firm:
MÜLLER VERWEYEN PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Vereinzelungsvorrichtung (1) zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten (6) für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn (5), wobei

-eine Schneidvorrichtung (2) vorgesehen ist, mittels derer die Segmente (6) in einer vorbestimmten Länge von der Endlos bahn (5) geschnitten werden, und

- ein Teilungsänderungskörper, insbesondere eine Teilungsän derungstrommel (3), vorgesehen ist, welcher mittels einer An triebseinrichtung zu einer Drehbewegung um eine Drehachse (D) angetrieben wird, wobei

- an einer Mantelfläche des Teilungsänderungskörpers (3) eine Vielzahl von Transportsegmenten (8) zur Aufnahme der Seg mente (6) vorgesehen ist, wobei

-die Transportsegmente (8) in Bezug zu der Radial- und/oder Umfangsrichtung des Teilungsänderungskörpers (3) bewegbar angeordnet sind, und

-eine Übernahmevorrichtung (4) vorgesehen ist, welche die Segmente (6) von dem Teilungsänderungskörper (3) über nimmt, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Teilungsänderungskörper (3) und die Schneidvorrichtung (2) voneinander getrennte Baugruppen und/oder funktional entkoppelt sind und/oder die Schneidvorrichtung (2) zwischen der zugeführten Endlosbahn (5) und dem Teilungsänderungs körper (3) angeordnet ist, und

-die Transportsegmente (8) während der Drehbewegung des Teilungsänderungskörpers (3) in einer Umlaufbewegung von einer Übernahmestelle (I) zu einer Übergabestelle (II) und wie der zurück umlaufen, wobei -die Transportsegmente (8) in der Übernahmestelle (I) von der Endlosbahn (5) mit der Schneidvorrichtung (2) geschnittene Segmente (6) übernehmen und unter Vergrößerung ihrer Ab stände (A) in Umfangsrichtung zu der Drehachse (D) zu der Übergabestelle (II) transportieren und mit den vergrößerten Abständen (A) an die Übernahmevorrichtung (4) übergeben.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch ge kennzeichnet, dass

-die Transportsegmente (8) in der Übergabestelle (II) einen Abstand von 1 bis 10 mm, bevorzugt 2 bis 5 mm in Umfangs richtung des Teilungsänderungskörpers aufweisen.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

-eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Bewe gung der Transportsegmente (8) von der Übernahmestelle (I) zu der Übergabestelle (II) steuert.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass

-die Steuerungseinrichtung durch eine gegenüber dem Tei lungsänderungskörper (3) stillstehende Steuerkurve gebildet ist, an welcher die Transportsegmente (8) jeweils mit einem Steueransatz anliegen.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Steuerungseinrichtung wenigstens einen elektrisch an steuerbaren, die Bewegung der Transportsegmente (8) steu- ernden Aktuator umfasst.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Transportsegmente (8) in Radialrichtung des Teilungsän derungskörpers (3) bewegbar sind, und

-die Steuerungseinrichtung die Transportsegmente (8) zu einer Bewegung von einem kleineren Radius (R1) in der Übernah mestelle (I) auf einen größeren Radius (R2) in der Übergabe stelle (II) steuert.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Transportsegmente (8) in Umfangsrichtung des Teilungs änderungskörpers (3) bewegbar sind, und -die Steuerungseinrichtung die Transportsegmente (8) von der Übernahmestelle (I) zu der Übergabestelle (II) zu einer Ge schwindigkeit mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit des Teilungsänderungskörpers (3) und von der Übergabestelle (II) zu der Übernahmestelle (I) zu einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als die Umfangsge schwindigkeit des Teilungsänderungskörpers (3) ansteuert.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangegange nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass -die Transportsegmente (8) eine mit Unterdrück beaufschlag bare Übernahmefläche (9) aufweisen.

Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangegange nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass -die Schneidvorrichtung (2) durch einen mittels einer Antriebs- einrichtung zu einer Drehbewegung angetriebenen Schneidkörper, insbesondere eine Schneidtrommel gebildet ist.

10. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Schneidkörper zu einer Drehbewegung entgegen der Drehrichtung des Teilungsänderungskörpers (3) angetrieben wird.

11. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Schneidkörper unmittelbar benachbart zu dem Teilungs änderungskörper (3) angeordnet ist, und die Segmente (6) in der Stelle des geringsten Abstandes zu dem Teilungsände rungskörper (3) an die in der Übernahmestelle (I) angeordne ten Transportsegmente (8) übergibt.

12. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangegange nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Teilungsänderungskörper (3) fünf, sechs, sieben, acht, zehn oder zwölf Transportsegmente (8) aufweist, und

-die Transportsegmente (8) in der Übernahmestelle (I) einen Außenradius von 75 bis 150 mm, bevorzugt von 90mm bis 125 mm in Bezug zu der Drehachse des Teilungsänderungskörpers (3) aufweisen.

13. Anlage zur Herstellung von Stapeln aus einzelnen Segmenten (6) für Energiezellen, dadurch gekennzeichnet, dass -wenigstens eine Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist, und -die von den Vereinzelungsvorrichtung (1) vereinzelten Seg mente (6) einer Verbundvorrichtung (100) zugeführt werden, welche die Segmente (6) zu Formationen miteinander verbin det.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass -die Verbundvorrichtung (100) wenigstens eine zugeführte Endlosbahn (5) aufweist, wobei

-die Verbundvorrichtung (100) eine erste Verbundvorrichtung (103) aufweist, welche die Endlosbahn (5) und die Segmente (6) zur Bildung einer ersten Formation aufeinander auflegt.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass -die Übernahmevorrichtung (4) durch einen zu einer Drehbe wegung angetriebenen Transportkörper, insbesondere eine Transporttrommel gebildet ist, und

-die erste Verbundvorrichtung (103) ein den Transportkörper umfassendes Spannband (105) umfasst, welches die Segmen te (6) von dem Teilungsänderungskörper (3) übernimmt und auf ein Transportband (102) oder auf die Endlosbahn (5) auf legt.

16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass -die Übernahmevorrichtung (4) durch ein Transportband gebil det ist, auf welches der Teilungsänderungskörper (3) die Seg mente in der Übergabestelle (I) auflegt, und

-die Endlosbahn (5) über eine Umlenkrolle (107) umgelenkt und auf die Segmente (6) aufgelegt wird, welche derart ange ordnet ist, dass sie in Richtung des Transportbandes einen kleineren Abstand zu der Übergabestelle (II) aufweist als die Länge Segmente (6) in Transportrichtung des Transportban des. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, dass

-wenigstens zwei Vereinzelungsvorrichtungen (1) vorgesehen sind, und -die Verbundvorrichtung (100) eine zweite Verbundvorrichtung

(104) aufweist, welche die von den Vereinzelungsvorrichtungen (1) geschnittenen Segmente (6) zu zweiten Formationen mitei nander verbindet oder die durch die ersten Verbundvorrichtun gen gebildeten ersten Formationen zu einer zweiten Formation miteinander verbindet.

Description:
Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Seg menten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn mit den Merkmalen des Oberbe griffs von Anspruch 1 und eine Anlage zur Herstellung von Stapeln aus einzelnen Segmenten für Energiezellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 13.

Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schif fen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photo voltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeit räume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezel len eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils aus sich abwechseln den Anodenblättern und Kathodenblättern gebildet, die durch eben falls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander ge trennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vor geschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihen folge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbun den. 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 und Katho denblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anoden blättern und Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinan- dergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlo sen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anoden blättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anoden blättern oder Kathodenblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ End losbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Sepa ratorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und ei nem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Seg mente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathoden materials, doppellagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.

Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der WO 2016/041713 A1 und der DE 10 2017 216 213 A1 be kannt.

Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobili- tät 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 Produkti onsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zell formationen ist hier nicht möglich.

Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie bei spielsweise Trennmesser und Werkzeuge zur Teilungsänderung.

Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmä ßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst wer den. 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 beweg te Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer.

Um die Produktionskosten der Energiezellenherstellung 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 be schriebenen Art gebildet sind.

Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten ist es dabei wün schenswert, die Segmente in der Fertigung von einer Endlosbahn in einer möglichst hohen Stückrate abzuschneiden, wozu die Endlos bahn in einer entsprechend hohen Zuführgeschwindigkeit zugeführt und die Segmente in einer möglichst hohen Schnittfrequenz von der Endlosbahn abgeschnitten werden müssen. Anschließend müssen die Segmente insbesondere die Anodenblätter und die Kathoden blätter mit einem Abstand zueinander weiterverarbeitet und auf eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt werden. Dieser not wendige Abstand für die Weiterverarbeitung steht der Forderung der Zuführung der Segmente in einer hohen Stückrate entgegen, da sich beide Anforderungen widersprechen.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus der Druckschrift DE 10 2017 216 138 A1 bekannt, die Endlosbahn auf einer Trommel zu führen, an dem Umfang der Trommel in Segmente zu schneiden und an schließend die Segmente mittels einer Radialbewegung von einzel nen Transportsegmenten der Trommel unter Bildung von Abständen zueinander zu vereinzeln und in der beabstandeten Anordnung auf eine weitere Endlosbahn aufzulegen. Das Schneiden der Segmente erfolgt mittels eines auf die an der Trommel anliegende Endlosbahn gerichteten Lasers, wobei der Schnitt so erfolgen muss, dass der Schnitt genau durch die Trennlinie jeweils benachbarter Transport segmente erfolgen muss, damit die geschnittenen Segmente aus schließlich einem Transportsegment zugeordnet sind und durch die Radialbewegung der Transportsegmente auseinandergezogen wer den können.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn be reitzustellen, welche einen vereinfachten Schnitt der Segmente in Verbindung mit einer prozesssicheren Vereinzelung von beabstan deten Segmenten in einer möglichst hohen Stückrate ermöglicht.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vereinzelungsvorrichtung zum Schneiden und Vereinzeln von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Anlage mit den Merkmalen von Anspruch 13 vorgeschla gen.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vereinze lungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 vorgeschla gen, wobei der insbesondere als Teilungsänderungstrommel ausge führte Teilungsänderungskörper und die Schneidvorrichtung vonei nander getrennte Baugruppen und/oder funktional entkoppelt sind und/oder die Schneidvorrichtung zwischen der zugeführten Endlos bahn und dem Teilungsänderungskörper angeordnet ist, und die Transportsegmente während der Drehbewegung des Teilungsände rungskörpers in einer Umlaufbewegung von einer Übernahmestelle zu einer Übergabestelle und wieder zurück umlaufen, wobei die Transportsegmente in der Übernahmestelle von der Endlosbahn mit der Schneidvorrichtung geschnittene Segmente übernehmen und unter Vergrößerung ihrer Abstände in Umfangsrichtung zu der Dreh achse zu der Übergabestelle transportieren und mit den vergrößer ten Abständen an die Übernahmevorrichtung übergeben.

Im Rahmen dieser Anmeldung kann der insbesondere rotierbare Tei lungsänderungskörper als Teilungsänderungstrommel ausgeführt sein. Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von einer Trommel die Rede ist (Teilungsänderungstrommel, Schneidtrommel, Transport trommel usw.), ist damit eine spezifische, vorteilhafte Ausführungs form eines rotierenden Körpers oder eines rotierend antreibbaren Körpers angegeben. Die Begriffe rotierender Körper oder rotierend antreibbarer Körper können generisch im Sinne der Erfindung an die Stellen gesetzt werden, die spezifisch eine Trommel, insbesondere die vorstehend aufgezählten und/oder die nachstehend angespro chenen Trommeln, nennen. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass das Schneiden und das anschließende Vereinzeln der Segmente in voneinander unabhängigen und/oder funktional entkoppelten Bau gruppen vorgenommen werden, so dass das Schneiden und das Vereinzeln jeweils für sich optimiert werden können, ohne dabei auf die jeweils andere Funktion Rücksicht zu nehmen. Dazu kann die Schneidvorrichtung zwischen der zugeführten Endlosbahn und dem Teilungsänderungskörper angeordnet sein, so dass die Endlosbahn zuerst der Schneidvorrichtung zugeführt wird, welche die Endlos bahn in Segmente schneidet und dann die geschnittenen Segmente an den Teilungsänderungskörper übergibt. Durch die vorgeschlage ne Trennung und/oder funktionale Entkopplung und/oder Anordnung der Schneidvorrichtung und dem Teilungsänderungskörper kann z.B. der Umfang des Teilungsänderungskörpers maximal für die Verein zelung und die damit verbundene Vergrößerung der Abstände der Segmente genutzt werden, da der im Stand der Technik an der Tei lungsänderungstrommel vorgesehene Schnitt der Endlosbahn in die Segmente in eine von dem Teilungsänderungskörper unabhängige vorverlagerte Baugruppe verlegt ist. Ferner kann der Schnitt der Segmente vereinfacht werden, da die Endlosbahn und die geschnit tenen Segmente in der Schneidvorrichtung nicht mehr auf bewegli chen Transportsegmenten angeordnet werden müssen. Dabei muss die Schnittlinie insbesondere nicht mehr in einer vorbestimmten Ausrichtung zwischen zwei Transportsegmenten positioniert sein, und kann stattdessen hinsichtlich ihrer Schnittqualität, Schnittge schwindigkeit und Schnittfrequenz optimiert werden. Dabei können die Schneidvorrichtung und der Teilungsänderungskörper zwar funk tional entkoppelt sein, aber über eine gemeinsame Antriebseinrich tung miteinander gekoppelt sein, wichtig ist nur, dass der Schnitt vorgang und der Vereinzelungsvorgang getrennt voneinander aus geführt werden, und dass die Segmente bereits geschnitten von dem Teilungsänderungskörper übernommen werden. Die bereits geschnittenen Segmente werden dann von dem Teilungsänderungs körper in der Übernahmestelle übernommen und auf dem Teilungs änderungskörper unter Vergrößerung ihrer Abstände zueinander zu der Übergabestelle transportiert, in der sie dann an eine Übernah mevorrichtung übergeben werden.

Dabei hat sich herausgestellt, dass die Segmente besonders pro zesssicher in der Übergabestelle an die Übernahmevorrichtung übergeben werden können, wenn die Transportsegmente in der Übergabestelle einen Abstand von 1 bis 10 mm, bevorzugt 2 bis 5 mm in Umfangsrichtung des Teilungsänderungskörpers aufweisen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Steuerungseinrichtung vorge sehen ist, welche die Bewegung der Transportsegmente von der Übernahmestelle zu der Übergabestelle steuert. Die Bewegung der Transportsegmente setzt sich zusammen aus der reinen Drehbewe gung des Teilungsänderungskörpers und der zusätzlich überlagerten Radial- und/oder Umfangsbewegung der Transportsegmente zur Vergrößerung der Abstände zwischen den Transportsegmenten und damit auch zwischen den daran gehaltenen Segmenten. Da die Stel lung der Transportsegmente in der Übernahmestelle und der Über gabestelle für einen prozesssicheren Transport insbesondere bei den hohen zu realisierenden Transportgeschwindigkeiten der Seg mente von besonderer Bedeutung ist, bildet die Steuereinrichtung neben den bewegbaren Transportsegmenten eine wichtige Kompo nente der Vereinzelungsvorrichtung, mittels derer der Bewegungs ablauf besonders genau realisiert werden kann. Dabei steuert die Steuerungseinrichtung bevorzugt die für die Abstandsvergrößerung ursächliche Radial- und/oder Umfangsbewegung der Transportseg mente relativ zu der Drehbewegung des Teilungsänderungskörpers und kann damit als eine Art Feinsteuerung angesehen werden.

Eine besonders kostengünstige und zuverlässige Steuerung der Bewegung der Transportsegmente kann dadurch verwirklicht wer den, indem die Steuerungseinrichtung durch eine gegenüber dem Teilungsänderungskörper stillstehende Steuerkurve gebildet ist, an welcher die Transportsegmente jeweils mit einem Steueransatz an- liegen. Die Steuerung der Bewegung der Transportsegmente kann damit rein mechanisch erfolgen, zusätzliche Sensoren und Aktua toren sind damit nicht erforderlich. Die erforderliche Genauigkeit des Bewegungsablaufes und insbesondere der Stellungen der Trans portsegmente in der Übernahmestelle und der Übergabestelle kann dabei durch eine entsprechend genau gearbeitete Form der Steuer kurve und eine entsprechend genaue Ausrichtung der Steuerkurve zu dem Teilungsänderungskörpers bzw. zu den Steueransätzen der Transportsegmente erreicht werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuerungseinrichtung wenigs tens einen elektrisch ansteuerbaren, die Bewegung der Transport segmente steuernden Aktuator umfasst. Der die Bewegung steuern de Aktuator kann dabei die Steuerung über die Steuerkurve ergän zen bzw. oder auch ersetzen sofern eine rein elektronische Steue rung der Bewegung der Transportsegmente verwirklicht werden soll. Der elektrisch ansteuerbare Aktuator ermöglicht eine sehr genaue Steuerung der Bewegung der Transportsegmente. Ferner kann der Bewegungsablauf auch im Wege einer Regelung oder auch zur Ver wirklichung eines neuen Übergabeabstandes der Segmente sehr einfach angepasst bzw. verändert werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Transportsegmente in Radial richtung des Teilungsänderungskörpers bewegbar sind, und die Steuerungseinrichtung die Transportsegmente zu einer Bewegung von einem kleineren Radius in der Übernahmestelle auf einen grö ßeren Radius in der Übergabestelle steuert. Durch die Radialbewe gung der Transportsegmente von dem kleineren auf den größeren Radius wird automatisch der Abstand der Transportsegmente aus gehend von der Übernahmestelle hin zu der Übergabestelle vergrö ßert, da die Erstreckung der Transportsegmente in Umfangsrichtung des Teilungsänderungskörpers unverändert ist, der Umfang auf dem die Transportsegmente in dem größeren Radius bewegt werden, aber größer ist als der Umfang auf dem kleineren Radius.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Transportsegmente in Um fangsrichtung des Teilungsänderungskörpers bewegbar sind, und die Steuerungseinrichtung die Transportsegmente von der Über nahmestelle zu der Übergabestelle zu einer Geschwindigkeit mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Umfangsgeschwin digkeit des Teilungsänderungskörpers und von der Übergabestelle zu der Übernahmestelle zu einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit des Teilungsänderungskörpers an steuert. Der Abstand der Transportsegmente kann hierdurch durch eine reine Umfangsbewegung der Transportsegmente auf einem wenigstens nahezu identischen Radius vergrößert werden. Dabei wird der Abstand der Transportsegmente ausgehend von der Über nahmestelle durch eine kurzzeitige Beschleunigung der Transport segmente gegenüber der Drehbewegung des Teilungsänderungs körpers auf eine höhere Umfangsgeschwindigkeit realisiert. Ausge hend von der Übergabestelle werden die Transportsegmente dann während der Bewegung in die Übernahmestelle wieder verzögert, bis sie wieder aneinander anliegen. Sofern eine reine Umfangsbe wegung nicht optimal ist, kann die Umfangsbewegung der Trans portsegmente selbstverständlich auch mit der oben beschriebenen Radialbewegung kombiniert werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Transportsegmente eine mit Unterdrück beaufschlagbare Übernahmefläche aufweisen. Die Seg mente können dadurch über einen Unterdrück an die Übernahmeflä che der Transportsegmente angesaugt und während der weiteren Transportbewegung gegen die während der Drehbewegung des Tei lungsänderungskörpers wirkenden Radialkräfte an den Transport segmenten gehalten werden. Damit sind zum Übernehmen und zu dem weiteren Transport der Segmente keine weiteren mechanischen Mittel an den Transportsegmenten erforderlich. Außerdem können die Übernahme und der Transport der Segmente mit sehr geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften zur Verwirklichung eines “sanften“ Transportes realisiert werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schneidvorrichtung durch eine mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung angetrie benen Schneidkörper, insbesondere eine mittels einer Antriebsein richtung zu einer Drehbewegung angetriebene Schneidtrommel ge bildet ist. Die Verwirklichung der Schneidvorrichtung als Schneid körper, insbesondere Schneidtrommel ist insofern von Vorteil, da die Schneidvorrichtung dadurch in einen Trommellauf integriert werden kann, in dem besonders hohen Transportgeschwindigkeit der End losbahn und der geschnittenen Segmente unter einer optimierten Bauraumausnutzung verwirklicht werden können. Dabei kann das Schneiden der Segmente z.B. mittels eines Lasers erfolgen, der an dem Umfang des Schneidkörpers oder auch radial innen in dem Schneidkörper angeordnet ist und bei einer Aktivierung einen auf die Endlosbahn gerichteten Laserstrahl aussendet. Ferner kann auch ein mechanisches Schneiden der Endlosbahn vorgesehen sein, indem an dem Schneidkörper eine Mehrzahl von über den Um- gang verteilt angeordneten Gegenmessern mit jeweils einer einseitig freien Schneide vorgesehen sind, an deren Außenseiten die Endlos bahn anliegt. Ferner ist an dem Außenumfang des Schneidkörpers ein Schneidmesser vorgesehen, welches auch an einem zweiten zu einer Drehbewegung angetriebenen Schneidkörper, insbesondere einer zweiten zu einer Drehbewegung angetriebenen Schneidtrom mel angeordnet sein kann. Das Schneidmesser ist dann so positio niert bzw. in der Bewegung des zweiten Schneidkörpers gesteuert, dass die Gegenmesser des Schneidkörpers in einer vorbestimmten Position und Ausrichtung zur Anlage gelangen und während der wei teren Bewegung die Endlosbahn nach dem Abscherprinzip durch trennen. Dieser mechanische Schneidvorgang kann durch ein Auf heizen der Schneidmesser oder Gegenmesser weiter zu einem thermomechanischen Schnittvorgang der Endlosbahn erweitert wer den.

Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass der Schneidkörper mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung entgegen der Drehrichtung des Teilungsänderungskörpers angetrieben wird.

Durch die vorteilhafte Drehrichtung des Schneidkörpers weist dieser in einer benachbarten Anordnung zu dem Teilungsänderungskörper an der dem Teilungsänderungskörper zugewandten Randseite eine gleichgerichtete Bewegung auf, so dass die geschnittenen Segmen te im Idealfall tangential von dem Teilungsänderungskörper mit möglichst geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften über nommen werden können.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Schneidkörper unmittelbar be nachbart zu dem Teilungsänderungskörper angeordnet ist, und die Segmente in der Stelle des geringsten Abstandes zu dem Teilungs änderungskörpers an die in der Übernahmestelle angeordneten Transportsegmente übergibt. Dieser möglichst geringe Abstand ist insofern von Vorteil, da die Segmente dadurch sehr prozesssicher und mit möglichst geringen Kräften von dem Teilungsänderungskör per übernommen werden können.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Teilungsänderungskörper fünf, sechs, sieben, acht, zehn oder zwölf Transportsegmente aufweist, und die Transportsegmente in der Übernahmestelle einen Außenra dius von 75 bis 150 mm, bevorzugt von 90mm bis 125 mm in Bezug zu der Drehachse des Teilungsänderungskörpers aufweisen. Durch die vorgeschlagene Anzahl der Transportsegmente in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Außenradius können hinsichtlich der vor zunehmenden Abstandsvergrößerung und hinsichtlich eines pro zesssicheren Transportes der Segmente von der Übernahmestelle zu der Übergabestelle günstige Bewegungsverhältnisse verwirklicht werden.

Ferner wird zur Lösung der Aufgabe nach Anspruch 13 eine Anlage zur Herstellung von Stapeln aus einzelnen Segmenten für Energie zellen vorgeschlagen, bei der wenigstens eine Vereinzelungsvor richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist, wobei die von den Vereinzelungsvorrichtung vereinzelten Segmente einer Verbundvorrichtung zugeführt werden, welche die Segmente zu Formationen miteinander verbindet. Die Segmente können dabei in der Verbundvorrichtung unter Bildung einer festen Verbindung mit einander oder über eine Endlosbahn miteinander verbunden werden Ferner können die Segmente auch aufeinander oder auf eine End losbahn oder umgekehrt aufgelegt werden und allein durch die Aus übung von Druck als Verbund weitertransportiert werden. Wichtig ist, dass die Formationen entweder durch Druck oder eine Verbin dung so miteinander verbunden sind, dass sie zusammen in einem Verbund einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden können. Da bei sind die Segmente unter sich oder mit der Endlosbahn so mitei nander verbunden, dass sie in der Anordnung und Ausrichtung zuei nander fixiert sind.

Hierzu kann die Verbundvorrichtung wenigstens eine zugeführte Endlosbahn aufweisen, und die Verbundvorrichtung kann bevorzugt eine erste Verbundvorrichtung aufweisen, welche die Endlosbahn und die Segmente zur Bildung einer ersten Formation aufeinander auflegt. Sofern dies sinnvoll ist, kann hier schon eine feste Verbin dung geschaffen werden z.B. durch einen thermischen Laminie- rungsprozess. Es reicht allerdings auch aus, wenn die erste Ver bundvorrichtung die Endlosbahn lediglich auf die Segmente oder umgekehrt auflegt und die Segmente dann allein durch eine Aus übung von Druck gegenüber der Endlosbahn zu der ersten Formati on fixiert.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Übernahmevorrichtung durch einen zu einer Drehbewegung angetriebenen Transportkörper, ins besondere eine zu einer Drehbewegung angetriebene Transport trommel gebildet ist, und die erste Verbundvorrichtung ein den Transportkörper umfassendes Spannband umfasst, welches die Segmente von dem Teilungsänderungskörper übernimmt und auf ein Transportband oder auf die Endlosbahn auflegt. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Segmente durch die als Trans portkörper ausgebildete Übernahmevorrichtung in einer Drehbewe gung von dem Teilungsänderungskörper übernommen werden kön nen, wodurch sehr hohe Transportgeschwindigkeiten in einem konti nuierlichen Endlosherstellungsverfahren realisiert werden können. Diese von dem Transportkörper übernommenen Segmente werden dann über das Spannband, welches hierzu eine entsprechend ange- passte Führung und Geometrie aufweisen kann, auf das Transport band zur Realisierung einer linearen Abführbewegung der Segmente aufgelegt.

Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Übernahmevorrichtung durch ein Transportband gebildet ist, auf welches der Teilungsände rungskörper die Segmente in der Übergabestelle auflegt, und die Endlosbahn über eine Umlenkrolle umgelenkt und auf die Segmente aufgelegt wird, welche derart angeordnet ist, dass sie in Richtung des Transportbandes einen kleineren Abstand zu der Übergabestel le aufweist als die Länge Segmente in Transportrichtung des Trans portbandes. Durch das Transportband werden die Segmente aus der Drehbewegung des Teilungsänderungskörpers in einer linearen ge radlinigen Abführbewegung abtransportiert. Dabei werden die auf das Transportband aufgelegten Segmente aufgrund der Anordnung der Umlenkrolle und von der dadurch geführten und aufgelegten Endlosbahn erfasst, bevor sie vollständig von dem Teilungsände rungskörper abgeführt sind. Damit werden die Segmente in jeder Phase der Übergangsbewegung entweder an den Transportsegmen ten des Teilungsänderungskörpers oder über die Endlosbahn und idealerweise in einer kurzen Überlappungsphase sowohl an den Transportsegmenten als auch über die Endlosbahn fixiert. Damit kann eine besonders prozesssichere Übergabe der Segmente von dem Teilungsänderungskörper auf das Transportband verwirklicht werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Anlage wenigstens zwei Vereinzelungsvorrichtungen vorgesehen sind, und die Verbundvor richtung eine zweite Verbundvorrichtung aufweist, welche die von den Vereinzelungsvorrichtungen geschnittenen Segmente zu zwei ten Formationen miteinander verbindet oder die durch die ersten Verbundvorrichtungen gebildeten ersten Formationen zu einer zwei ten Formation miteinander verbindet. Dabei kann auch die zweite Verbundvorrichtung die zweiten Formationen der Segmente und der ggf. vorhandenen Endlosbahnen entweder allein durch die Aus- Übung von Druck zu den zweiten Formationen fixieren oder auch in einem Verbindungsverfahren wie z.B. einen Laminierungsprozess oder einen Klebeverfahren miteinander verbinden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungs- formen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung mit einer Schneidvorrichtung und einer Teilungsänderungs trommel gemäß einer ersten Ausführungsform; und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Teilungsänderungs trommel; und

Fig. 3 eine Endlosbahn mit in der Vereinzelungsvorrichtung daraus geschnittenen Segmenten; und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung mit einer Schneidvorrichtung und einer Teilungsänderungs trommel gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 5 einen schematisch dargestellten Aufbau eines Zellen stapels für eine Energiezelle; und Fig. 6 eine erfindungsgemäße Anlage mit zwei Vereinze lungsvorrichtungen; und

Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt der Vereinzelungsvor- richtung mit einer Teilungsänderungstrommel und einer als Transporttrommel ausgebildeten Übernahmevor richtung; und

Fig. 8 einen vergrößerten Ausschnitt der Vereinzelungsvor richtung mit einer Teilungsänderungstrommel und einer als Transportband ausgebildeten Übernahmevorrich tung.

In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Teilungsänderungskörper als Teilungsänderungstrommel 3, der Schneidkörper als Schneidtrommel und der Transportkörper als Transporttrommel ausgebildet.

Im Folgenden wird zunächst der Aufbau eines Zellenstapels 90 un- ter Bezugnahme auf Figur 5 beschrieben. Eine Monozelle 91 ist ein Schichtsystem bestehend aus übereinander gelegten Schichten oder Segmenten, nämlich einem Separator 92, einer Anode 93, einem weiteren Separator 94 und einer Kathode 95. Zum Aufbau eines Monozellenstapels 90 wird eine Mehr- oder Vielzahl dieser Monozel- len 91 übereinandergestapelt und mit einer Abschlusszelle 96 abge schlossen. Diese Abschlusszelle 96 besteht beispielsweise aus ei nem Separator 92, einer Anode 93 und einem weiteren Separator 94 und stellt sicher, dass der Monozellenstapel 90 jeweils mit einem Separator 92, 94 nach außen abgeschlossen wird. Der Monozellenstapel 90 dient insbesondere zum Aufbau eines nicht gezeigten elektrochemischen bzw. galvanischen Akkumulators, bei spielsweise eines Lithium-Ionen-Akkus. Die Elektroden 93, 95 be stehen aus typischen Elektrodenmaterialien einer elektrochemi schen bzw. galvanischen Akkumulatorzelle. Im Falle einer Lithium- lonen-Zelle enthalten die Elektroden beispielsweise Lithium-Ionen. Die Separatoren dienen zur elektrischen Isolierung der Elektroden voneinander und bestehen beispielsweise aus einer Kunststofffolie, etwa aus einem thermoplastischen Material.

In der Figur 1 ist eine Vereinzelungsvorrichtung 1 mit einer Schneidvorrichtung 2, einer Teilungsänderungstrommel 3 und einer Übernahmevorrichtung 4 zu erkennen, welcher eine Endlosbahn 5 aus Anodenmaterial, Kathodenmaterial oder Separatormaterial zur Herstellung von Energiezellen oder Energiespeichern zugeführt wird. Die Energiezellen oder Energiespeicher werden z.B. in Land fahrzeugen, Schiffen, Luftfahrzeugen oder auch stationär betriebe nen Einrichtungen wie z.B. Photovoltaikanlagen verwendet und die nen der Speicherung und/oder Umwandlung von elektrischer Ener gie in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen, welche zum Betrieb von elektrischen Antriebsaggregaten genutzt wird. Dies kön nen z.B. Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb sein.

Die Endlosbahn 5 wird der Schneidvorrichtung 2 zugeführt, welche hier als eine Schneidtrommel mit einer Mehrzahl von Gegenmessern 11 und auf den Umfang der Schneidtrommel gerichteten Schneid messern 10 ausgebildet ist. Die Endlosbahn 5 wird von der als Schneidtrommel ausgebildeten Schneidvorrichtung 2 in einer rotato rischen Transportbewegung erfasst und weiter zu der Teilungsände rungstrommel 3 zugeführt. Dabei wird die Endlosbahn 5 auf der Schneidvorrichtung 2 mittels der Schneidmesser 10 durch ein Ab- scheren an den Gegenmessern 11 in Segmente 6 mit einer vorbe stimmten Länge geschnitten, welche den eingangs beschriebenen Anoden 93, Kathoden 95 oder Separatoren 92, 94 in den Monozel len 91 oder auch Verbundelementen von Anoden 93 mit Separatoren 92, 93 Kathoden 95 mit Separatoren 92, 93 oder den Monozellen 91 selbst entsprechen. Die Segmente 6 liegen nach dem Schneiden der Endlosbahn 5 an der Mantelfläche der Schneidtrommel an und wer den z.B. mittels Unterdrucks an der Mantelfläche der Schneidtrom mel gehalten. Ferner liegen die Segmente 6 unmittelbar, d.h. ohne einen Abstand oder mit einem nur sehr geringen Abstand aneinan der an und sind nur durch die Trennschnitte voneinander getrennt. Die Segmente 6 werden dann auf der Schneidtrommel durch die Drehbewegung bis zu einer Übernahmestelle I transportiert und in der Übernahmestelle I von der Teilungsänderungstrommel 3 über nommen. Alternativ kann statt der Schneidtrommel auch eine Schneidvorrichtung 2 verwendet werden, in welcher die Endlosbahn 5 und/oder die Segmente 6 geschnitten und der Teilungsänderungs trommel 3 in einer geraden also ebenen Zuführbewegung zugeführt werden. Ferner kann die Schneidvorrichtung 2 zur Verwirklichung unterschiedlicher Führungsbahnen der Endlosbahn 5 oder der Seg mente 6 auch eine beliebig gekrümmte oder umgelenkte Zuführbe wegung umfassen, wichtig ist lediglich, dass die bereits geschnitte nen Segmente 6 in einer unmittelbaren oder einer möglichst dichten Anlage aneinander in die Übernahmestelle I zugeführt werden.

Die Teilungsänderungstrommel 3 umfasst einen Trommelgrundkör per 7 und mehrere radial außen an dem Trommelgrundkörper 7 an geordnete Transportsegmente 8, wie auch in der vergrößerten Dar stellung der Figur 2 zu erkennen ist. Die Teilungsänderungstrommel 3 wird durch eine nicht dargestellte, mit dem Trommelgrundkörper 7 in einer Drehverbindung stehende Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung in Pfeilrichtung im Uhrzeigersinn angetrieben. Dazu kann als Antriebseinrichtung ein Elektromotor vorgesehen sein, wel cher den Trommelgrundkörper 7 unmittelbar oder über ein Getriebe antreibt. Die Transportsegmente 8 sind radial beweglich an dem Trommelgrundkörper 7 gehalten und weisen an ihrer Außenseite jeweils eine gekrümmte Oberfläche mit einem in Bezug zu der Dreh achse D des Trommelgrundkörpers 7 identischen Radius auf, so dass sie in der an den Trommelgrundkörper 7 herangezogenen Stel lung eine im Querschnitt kreisförmige, zylindrische Mantelfläche der Teilungsänderungstrommel 3 mit einem Radius R1 bilden. Die Transportsegmente 8 weisen an ihrer Radialaußenseite eine Über nahmefläche 9 mit einer in Umfangsrichtung der Teilungsänderungs trommel 3 gerichteten Länge auf, welche der Länge der von der Endlosbahn 5 abgeschnittenen Segmente 6 entspricht. Die Trans portsegmente 8 können im Bereich ihrer Übernahmeflächen 9 mit Druckluftöffnungen versehen sein, welche zum Übernehmen und Halten der Segmente 6 mit Unterdrück beaufschlagbar sind.

Ferner ist eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche die nachfolgend noch näher erläuterte Bewegung der Trans portsegmente 8 während des Umlaufens von der Übernahmestelle I zu einer Übergabestelle II steuert. Die Steuerungseinrichtung kann eine gegenüber dem drehenden Trommelgrundkörper 7 stillstehende Steuerkurve sein, an welcher die Transportsegmente 8 mit jeweils einem nicht dargestellten Steueransatz anliegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegung der Transportsegmente 8 auch mit Aktuatoren durch eine elektrische Ansteuerung gesteuert werden.

Die Bewegung der Transportsegmente 8 an dem Trommelgrundkör per 7 wird so gesteuert, dass die Transportsegmente 8 beim Durch laufen durch die Übernahmestelle I an den Trommelgrundkörper 7 herangezogen sind und dabei in Umfangsrichtung mit einem sehr kleinen Abstand, vorzugsweise unmittelbar, aneinander anliegen. Dabei entspricht der Radius der Außenfläche der Transportsegmen te 8 in der Übernahmestelle I dem Radius R1. Die vorgeschnittenen Segmente 6 werden in der Übernahmestelle I in einer unmittelbaren aneinander anliegenden Anordnung oder in einer Anordnung mit sehr kleinen Abständen von der Schneidvorrichtung 2 zugeführt und von den Transportsegmenten 8 der Teilungsänderungstrommel 3 übernommen. Dabei ist die Drehbewegung der Teilungsänderungs trommel 3 und die Bewegung der Transportsegmente 8 gegenüber der Zuführbewegung der Schneidvorrichtung 2 in diesem Fall ge genüber der Drehbewegung der Schneidtrommel derart synchroni siert, dass die Trennschnitte zwischen den Segmenten 6 und die Trennstellen der Transportsegmenten 8 in der Übernahmestelle I idealerweise Zusammentreffen, so dass jeweils ein Segment 6 von einem Transportsegment 8 übernommen wird. Ausgehend von der Übernahmestelle I werden die Transportsegmente 8 während der weiteren Drehbewegung der Teilungsänderungstrommel 3 radial nach außen ausgefahren. Dabei werden die Abstände A zwischen den Transportsegmenten 8 und den daran gehaltenen Segmenten 6 vergrößert. Die Segmente 6 werden dadurch praktisch auseinander gezogen und vereinzelt. Die beabstandeten Segmente 6 werden dann in der Übergabestelle II auf einem größeren Radius R2 mit vergrößerten Abständen A von einer nachfolgenden Übernahmevor richtung 4 übernommen und abtransportiert. Die Übernahmevorrich tung 4 ist hier als eine Transporttrommel gebildet, welche wiederum zu einer entgegen der Drehrichtung der Teilungsänderungstrommel 3 gerichteten Drehbewegung angetrieben wird. Es ist aber ebenso denkbar, als Übernahmevorrichtung 4 eine Vorrichtung vorzusehen, in welcher die vereinzelten und beabstandeten Segmente 6 in einer ebenen oder anderweitig gekrümmten Bewegungsbahn abgeführt werden. Grundsätzlich können bei der Auslegung der Schneidvor richtung 2 und der Übernahmevorrichtung 4 beliebige Bewegungs bahnen vorgesehen sein, welche individuell an die geometrischen Vorgaben der übergeordneten Anlage angepasst sein können.

In der Figur 3 sind die Endlosbahn 5 und die davon abgeschnittenen Segmente 6 isoliert zu erkennen. Die Endlosbahn 5 wird der Schneidvorrichtung 2 zugeführt und in der Schneidvorrichtung 2 ge schnitten. Dabei liegen die Segmente 6 in der Schneidvorrichtung 2 noch unmittelbar aneinander an, weshalb hier noch keine Abstände zu erkennen sind. Erst nach der Übernahme der Segmente 6 von der Teilungsänderungstrommel 3 werden die Abstände A zwischen den Segmenten 6 vergrößert, bis die Segmente 6 mit ihren vergrö ßerten Abständen A von der Übernahmevorrichtung 4 übernommen werden.

In der Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform der Vereinze lungsvorrichtung 1 zu erkennen, bei der die Transportsegmente 8 der Teilungsänderungstrommel 3 nicht in radiale Richtung, sondern stattdessen in Umfangsrichtung des Trommelgrundkörpers 7 bewegt werden. Die Transportsegmente 8 werden dabei ausgehend von der Übernahmestelle I in Drehrichtung des Trommelgrundkörpers 7 be schleunigt, wodurch die Abstände A zwischen den Transportseg menten 8 und zwischen den daran gehaltenen Segmenten 6 vergrö ßert werden. Die Segmente 6 werden damit in gleicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 in der Übernahmestelle I mit einem sehr geringen Abstand oder in einer unmittelbar aneinander anliegenden Anordnung von der Schneidvorrichtung 2 an die Tei lungsänderungstrommel 3 übergeben und in der Übergabestelle II in einer Anordnung mit vergrößerten Abständen A an die Übernahme vorrichtung 4 bevorzugt mit einer in Bezug zu der Geschwindigkeit in der Übernahmestelle I erhöhten oder gleichen Geschwindigkeit in der Übergabestelle II übergeben. Damit die Transportsegmente 8 nach dem Durchlaufen der Übergabestelle II anschließend in der Übernahmestelle I wieder mit den geringeren Abständen oder unmit telbar aneinander anliegen, werden diese nach der Übergabe der Segmente 6 an die Übernahmevorrichtung 4 gegenüber der Dreh bewegung des Trommelgrundkörpers 7 wieder verzögert, wodurch sich die Abstände A bis zum Erreichen der Übernahmestelle I wie der verringern.

Beide Bewegungsabläufe der Transportsegmente 8 führen zu einer Vergrößerung der Abstände A zwischen den Transportsegmenten 8 selbst und den auf den Transportsegmenten 8 transportierten Seg menten 6 wie oben beschrieben. Selbstverständlich können die Be wegungsabläufe auch kombiniert werden, sofern die Abstandsver größerung z.B. noch größer ausgeführt werden soll oder dadurch günstigere Verhältnisse für die Übergabe der Segmente 6 in der Übergabestelle II verwirklicht werden können.

Der Vorteil der beschriebenen Vereinzelungsvorrichtungen 1 besteht darin, dass die Segmente 6 in einem ersten Schritt in der Schneid vorrichtung 2 von der Endlosbahn 5 geschnitten werden, welche hinsichtlich des Schnittvorganges für sich optimiert werden kann.

Die Segmente 6 werden dann bereits in geschnittener Form von der Teilungsänderungstrommel 3 in der Übernahmestelle I übernommen und werden durch einen synchronisierten Bewegungsablauf der Schneidvorrichtung 2 und der Teilungsänderungstrommel 3 jeweils genau auf eines der Transportsegmente 8 aufgelegt. Da der Schnitt der Segmente 6 nicht mehr auf der Teilungsänderungstrommel 3 erfolgt, kann die Umlaufbewegung der Transportsegmente 8 von der Übernahmestelle I bis zu der Übergabestelle II und wieder zurück ausschließlich zu einer Vergrößerung der Abstände A durch eine entsprechende Bewegung der Transportsegmente 8 genutzt werden. Je nach der Auslegung der Teilungsänderungstrommel 3 und der Steuerung des Bewegungsablaufes der Transportsegmente können dabei Umfangswinkel von 180 Grad und mehr genutzt werden. Eine gegenüberliegenden Anordnung der Übernahmestelle I und der Übergabestelle II in einem Winkel von 180 Grad hat jedoch den Vor teil, dass zur Vergrößerung der Abstände A von der Übernahmestel le I zu der Übergabestelle II und der nachfolgenden Verkleinerung der Abstände A von der Übergabestelle II zu der Übernahmestelle I jeweils derselbe Umfangswinkel zur Verfügung steht, wodurch wie derum die maximalen Relativgeschwindigkeiten der Transportseg mente 8 zu dem Grundkörper 7 der Teilungsänderungstrommel 3 auf ein Minimum reduziert werden können.

Da die Segmente 6 nachfolgend zu Herstellung der Energiezellen in einem nächsten Schritt zu den Monozellen 91 gestapelt werden, können in einer Anlage nach der Figur 6 bevorzugt zwei oder mehr Vereinzelungsvorrichtungen 1 vorgesehen werden, welche Segmen te 6 in Form von Anoden 93, Kathoden 95 oder auch die Separato ren 92, 94 transportieren und vor der Weiterverarbeitung nach dem oben beschriebenen Prinzip vereinzeln. Die Segmente 6 werden dann in parallel angeordneten Vereinzelungsvorrichtungen 1 aus jeweils einer Endlosbahn 5 geschnitten und unter Vergrößerung ih rer Abstände A vereinzelt und dann mittels einer Verbundeinrichtung 100 zu den Monozellen 91 aufeinandergestapelt.

Ferner können die beabstandete Segmente 6 bevorzugt die Anoden 93 oder Kathoden 95 der Energiezellen sein, welche dann in ihrer durch die Vereinzelungsvorrichtung 1 geschaffenen beabstandeten Anordnung auf eine Endlosbahn 5 eines Separatormaterials zur Bil- düng einer Verbundbahn aufgelegt werden. Dabei können zwei Ver einzelungsvorrichtungen 1 vorgesehen sein, wobei in einer ersten Vereinzelungsvorrichtung 1 die Anoden 93 und in einer zweiten Ver einzelungsvorrichtung 1 die Kathoden 95 unter Vergrößerung ihrer Abstände vereinzelt werden. Diese vereinzelten Anoden 93 und Ka thoden 95 werden dann jeweils auf eine Endlosbahn 5 eines Sepa ratormaterials zur Bildung zweier Verbundbahnen aufgelegt und mit diesen in einen Verbundverfahren laminiert. Nachfolgend werden diese Verbundbahnen dann in einer Verbundvorrichtung 100 zu sammengeführt und durch einen weiteren Laminierungsprozess zu einer Doppelverbundbahn also einer übergeordneten Verbundeinheit miteinander verbunden. Anschließend werden die Monozellen 91 durch ein Schneiden der Doppelverbundbahn durch die durch die Abstände zwischen den Anoden 93 und zwischen den Kathoden 95 geschaffenen Lücken aus der Doppelverbundbahn gebildet. Dazu sind die zwischen den aufeinanderfolgenden Anoden 93 und den aufeinanderfolgenden Kathoden 95 geschaffenen bzw. vergrößerten Abstände von besonderer Bedeutung, da hierdurch ein Schneiden der Doppelverbundbahn zu den Monozellen 91 ermöglicht wird, oh ne dass durch die Anoden 93 und/oder Kathoden 95 geschnitten werden muss.

Es ist auch denkbar als Endlosbahn 5 bereits eine Bahn aus zwei Separatorbahnen und dazwischen liegenden beabstandeten Anoden und Kathoden gemäß dem Aufbau einer Monozelle 91 oder aus zwei Separatorbahnen mit dazwischen angeordnete Anoden 93 gemäß dem Aufbau der Abschlusszelle 96 zuzuführen. Die Segmente 6 wä ren dann die mittels der Schneideinrichtung 10 geschnittenen Mo nozellen 91 oder Abschlusszellen 96, welche dann in gleicher Weise auf der Teilungsänderungstrommel 3 zu größeren Abständen unter einander vereinzelt werden. Die Monozellen 91 und die Abschluss- zellen 96 können dann mit den vergrößerten Abständen einfacher gehandhabt und insbesondere gestapelt werden. Zum Schneiden und Vereinzeln der Segmente 6 wäre dann nur eine einzige Verein zelungsvorrichtung 1 erforderlich.

In der erfindungsgemäßen Anlage der Figur 6 sind zwei Vereinze lungsvorrichtungen 1 mit einer Verbundvorrichtung 100 vorgesehen. Der in der Darstellung linken Vereinzelungsvorrichtung 1 wird eine Endlosbahn 5 aus Elektrodenmaterial zugeführt, welche dann ge mäß dem oben beschriebenen Ablauf in der Vereinzelungsvorrich tung 1 in Segmente 6 geschnitten wird, die ihrerseits dann zu größe ren Abständen vereinzelt werden und von der Übernahmevorrich tung 4 auf ein Transportband 102 aufgelegt werden. Anschließend wird eine weitere Endlosbahn 5 aus einem Separatormaterial auf die auf dem Transportband 102 transportierten Segmente 6 aufgelegt, wodurch die Segmente 6 dann in ihrer beabstandeten Anordnung mit der Endlosbahn 5 zu einer ersten Formation fixiert und durch die Ausübung von Druck oder bevorzugt durch ein Verbindungsverfah ren zueinander fixiert werden. Die Zuführung der Endlosbahn 5 und die Zuführung der auf dem Transportband 102 aufliegenden Seg mente 6 bildet hier eine erste Verbundvorrichtung 103 der Verbund vorrichtung 100 der Anlage, in welcher die geschnittenen Segmente 6 mit der Endlosbahn 5 zu einer ersten Formation fixiert werden. Die erste Formation ermöglicht dann eine weitere Verarbeitung der End losbahn 5 mit den daran anliegenden Segmenten 6. Gleiches gilt für die in der Darstellung rechte Vereinzelungsvorrichtung 1. Dabei ist die Zuführung der Endlosbahnen 5 und das Auflegen der Endlos bahnen 5 auf die Segmente 6 von besonderer Bedeutung, da hier durch ein kontinuierliches, endloses Verbundverfahren mit einer sehr hohen Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht wird. In der dargestellten Anlage sind zwei Vereinzelungsvorrichtungen 1 vorgesehen. Ferner ist in der übergeordneten Verbundvorrichtung 100 eine zweite Verbundvorrichtung 104 vorgesehen, in welcher die von den ersten Verbundvorrichtungen 103 abgeführten ersten For mationen der geschnittenen Segmente 6 oder der Endlosbahnen 5 mit den daran angeordneten Segmenten 6 zu einer zweiten Formati on in Form einer Endlosbahn 5 aus Monozellen 91 miteinander ver bunden werden, welche dann nachfolgend in einer weiteren Verein zelungsvorrichtung 1 geschnitten und beabstandet werden können. Die Segmente 6 wären in diesem Fall vierlagige Monozellen 91 nach dem oben beschriebenen Aufbau. Die zweite Verbundvorrichtung 104 kann dabei insbesondere ein thermomechanische Verbindungs einheit umfassen, in welcher die Lagen der Endlosbahnen 5 mit den daran bzw. dazwischen angeordneten Segmenten 6 durch Laminie ren miteinander verbunden werden. Es wäre aber auch denkbar die in der zweiten Verbundvorrichtung 104 gebildete zweite Formation allein durch die Ausübung von Druck zu fixieren und einem nachge- ordneten Bearbeitungsprozess zuzuführen.

Der Begriff zweite Verbundvorrichtung 104 setzt nicht zwingend das Vorhandensein der ersten Verbundvorrichtung 103 voraus. Sofern keine erste Verbundvorrichtung 103 vorhanden ist, würden die von den beiden Vereinzelungsvorrichtungen 1 zugeführten Segmente 6 dann in der zweiten Verbundvorrichtung 104 zu der zweiten Forma tion fixiert, ohne vorher zu einer ersten Formation fixiert zu werden. Der Begriff zweite Verbundvorrichtung 104 dient lediglich der be grifflichen Unterscheidung von der ersten Verbundvorrichtung 103.

In der Figur 7 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Anlage mit der Vereinzelungsvorrichtung 1 zu erkennen. Die Übernahmevorrichtung 4 ist hier als eine zu einer Drehbewegung angetriebenen Transport- trommel ausgebildet, welche von einem Spannband 105 umschlun gen ist, dass seinerseits zusätzlich eine Spannrolle 106 umschlingt. Die Spannrolle 106 ist so positioniert, dass das Spannband 105 ausgehend von der Umschlingung der Transporttrommel in einem Abschnitt parallel zu dem Transportband 102 verläuft und von dort über die Spannrolle 105 wieder auf die Transporttrommel zurückge führt ist. Die Teilungsänderungstrommel 3 übergibt die vereinzelten Segmente 6 auf das Spannband 105 der Transporttrommel, welches die Segmente 6 dann während der Umlaufbewegung übernimmt und über den parallel zu dem Transportband 102 verlaufenden Abschnitt auf das Transportband 102 auflegt. Das Spannband 105 der Über nahmevorrichtung 4 legt die Segmente 6 in ihrer beabstandeten An ordnung auf ein Transportband 102 auf, welches die Segmente 6 weiter zu einer Stelle transportiert, in der eine Endlosbahn 5 aus dem Separatormaterial zur Verbindung der Segmente 6 zu einer ers ten Formation aufgelegt wird. Dabei weist die Spannrolle 106 be wusst einen sehr kleinen Durchmesser und bevorzugt einen kleine ren Durchmesser als die Transporttrommel auf, damit das Spann band 105 in einem kleinen Radius umgelenkt wird und die Segmente 6 dabei nicht mit umgelenkt werden. Ferner ist die Spannrolle 106 möglichst dicht zu der Aufgabestelle angeordnet, an der die Endlos bahn 5 zugeführt wird, so dass die auf dem Transportband 102 an geordneten Segmente 6 möglichst unmittelbar nach dem Ablaufen von dem Spannband 105 an der Oberseite von der Endlosbahn 5 abgedeckt und durch diese fixiert werden. Damit sind die geschnit tenen Segmente 6 anschließend zwischen der Endlosbahn 5 und dem Transportband 102 fixiert. Die erste Verbundvorrichtung 103 der Verbundvorrichtung 100 umfasst hier das Spannband 105, wel ches die Transporttrommel also die Übernahmevorrichtung 4 und die Spannrolle 106 umfasst. Ferner umfasst die erste Verbundvorrich tung 103 die Zuführung der Endlosbahn 5, in welcher die Endlos- bahn 5 zur Bildung der ersten Formation auf die Segmente 6 aufge legt wird.

In der Figur 8 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer alternativen Ver einzelungsvorrichtung 1 mit einer Teilungsänderungstrommel 3 und einer durch ein Transportband gebildeten Übernahmevorrichtung 4 zu erkennen. Die Teilungsänderungstrommel 3 legt die Segmente 6 in ihrer beabstandeten Anordnung auf das Transportband auf, bevor die Endlosbahn 5 des Separatormaterials auf die Segmente 6 aufge legt wird. Die so gebildete erste Formation aus den Segmenten 6 und der Endlosbahn 5 wird dann von dem Transportband weiter transportiert und von einem an der Oberseite zur Anlage gelangen den zweiten Transportband 101 zu einem Verbund zusammenge presst. Die erste Verbundvorrichtung 103 ist hier dadurch verwirk licht, indem die Teilungsänderungstrommel 3 die Segmente 6 unmit telbar auf das Transportband also die Übernahmevorrichtung 4 auf legt, und indem die Endlosbahn 5 anschließend möglichst nahe der Übergabestelle II der Teilungsänderungstrommel 3 auf die Segmen te 6 aufgelegt wird. Hierzu ist in der ersten Verbundvorrichtung 103 zusätzlich eine Umlenkrolle 107 vorgesehen, welche möglichst nahe der Übergabestelle II positioniert ist, und an der die Endlosbahn 5 umgelenkt und auf die Segmente 6 aufgelegt wird. Idealerweise ist der Abstand der Umlenkrolle 107 zu der Übergabestelle II in Bewe gungsrichtung des Transportbandes kleiner als die Länge der ge schnittenen Segmente 6 in Bewegungsrichtung des Transportban des, so dass diese in jeder Bewegungsphase entweder über die Transportsegmente 8 der Teilungsänderungstrommel 3 oder durch die Endlosbahn 5 und in einer kurzen Überlappungsphase sowohl durch die Transportsegmente 8 als auch durch die Endlosbahn 5 fixiert sind. Sowohl in der ersten Verbundvorrichtung 103 als auch in der zwei ten Verbundvorrichtung 104 werden die ersten Formationen, gebil det aus den Endlosbahnen 5 und den anliegenden Segmenten 6, und die zweite Formation, gebildet aus den beiden Endlosbahnen 5 mit den dazwischen angeordneten und an einer Seite aufliegenden Segmenten 6 über ein Transportband 102 transportiert. Dabei sind die Endlosbahnen 5 noch nicht geschnitten, so dass die ersten For mationen und die zweiten Formationen ihrerseits wieder Endlosbah nen bilden. Dadurch kann eine sehr hohe Produktionsgeschwindig- keit der nachfolgend von der zweiten Formation geschnittenen Mo nozellen 91 realisiert werden.