Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen, umfassend mindestens zwei Zuführeinrichtungen jeweils zur Zuführung von Segmenten in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit ausgebildet und eingerichtet, und mindestens eine Zellstapeleinrichtung, ausgebildet und eingerichtet zur Übernahme der Segmente von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen und zum Aufeinanderstapeln der Segmente zu Stapeln, wobei die Zellstapeleinrichtung mindestens eine Entnahmeeinrichtung zur Übernahme der Segmente und mindestens eine Abgabeeinrichtung zur Abgabe der Segmente umfasst.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen mit den Schritten, Zuführen von Segmenten in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit mittels mindestens zwei Zuführeinrichtungen, Übernahme der Segmente von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen und Aufeinanderstapeln der Segmente zu Stapeln mittels mindestens einer Zellstapeleinrichtung, wobei die Segmente mittels mindestens einer die Zellstapeleinrichtung umfassenden Entnahmeeinrichtung übernommen werden und an oder mittels mindestens einer Abgabeeinrichtung abgegeben werden.

Vorrichtungen und Verfahren zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Stapel von Segmenten sind insbesondere als vorgelagerte Zwischenprodukte bei der Herstellung von Energiezellen bzw. bei der Herstellung von Energiezellen umfassende Batterien erforderlich. Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z. B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z. B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind in der Regel jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden regel- mäßig in einem vorgelagerten Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter beispielsweise von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind.

Alternativ können die Ausgangsmaterialien, d. h., die auf Endlosbahnen bereitgestellten Anoden bzw. Kathoden sowie das Separatormaterial, ausgehend von den Endlosbahnen in Blattform vereinzelt werden. Es werden auf diese Weise die für die Energiezelle wesentlichen Komponenten in Blattform vereinzelt bereitgestellt, um diese zu Stapeln mit der entsprechenden Reihenfolge bzw. Volumen auszubilden und einzurichten.

Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern gebildet wird. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige, dreilagige oder auch mehrlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus. Vorteilhaft bei den bekannten Segmenten ist es lediglich, dass das Anodenmaterial oder Kathodenmate- rial bei einem mehrlagigen Aufbau jeweils durch mindestens ein Separatormaterial getrennt ist.

Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der WO 2016/041713 A1 und der DE 102017 216213 A1 bekannt.

Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobilität erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produktionsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapel- verfahren (z. B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zellformationen ist hier nicht möglich.

Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser oder Werkzeuge zur Teilungsänderung sowie Transportmitteln zur Bildung von Zellstapeln. Zur Herstellung von Zellstapeln existieren beispielsweise Vorrichtungen und Verfahren, die unterschiedliche bahnförmige Materialien mittels eigenständiger Zuführeinrichtungen bereitstellen, um diese jeweils mit vorgesehenen Schneideeinrichtungen zu vorgegebenen Segmenten zu vereinzeln. Die vereinzelten Segmente sind anschließend mit individuell bewegbaren Abgabeelementen in einer gewünschten Reihenfolge durch gezielte entsprechende Verschiebungen durch die Abgabeelemente in der gewünschten Reihenfolge stapelbar. Zur Steuerung der Abgabeelemente ist ein großer logistischer Aufwand erforderlich, wobei bei den vorgesehenen Transportgeschwindigkeiten entsprechend hohe Dynamiken auf die Segmente sowie die Abgabeelemente einwirken. Derartige Vorrichtungen neigen durch die entsprechenden Parameter zu einer hohen Fehleranfälligkeit bei der Stapelung und zu Verschleiß bei den jeweiligen Bauteilen. Die Zuführung der Materialbahnen erfordert zudem jeweils eigenständige Mittel und Einrichtungen zur Vereinzelung und Bereitstellung der Segmente, wodurch hohe Investitionskosten erforderlich sind und jeweils ein entsprechend großer Bauraum für die Vielzahl an separaten Vorrichtungsbestandteilen bereitgestellt werden muss. Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe, und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller bewegte Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer.

Um die Produktionskosten der Batterieherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind. Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten der Energiezellen und/ oder Energiespeicher ist es dabei wünschenswert, die hergestellten Segmente in einer möglichst hohen Fertigungsrate mit einer möglichst hohen Positionsgenauigkeit aufzustapeln.

Die bestehenden Vorrichtungen und Verfahren ermöglichen darüber hinaus keine flexible und dabei positionsgenaue Stapelung von Segmenten mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit. Die bekannten Vorrichtungen sind entweder dafür ausgelegt Stapel von Segmenten mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit herzustellen oder eine spezifische Reihenfolge von Segmenten zu einem Stapel auszubilden. Die Bildung eines Stapels aus unterschiedlichen Segmenten bzw. unterschiedlichen Ausgangsmaterialien der Segmente ist in einem kontinuierlichen Prozess mit einer hohen Produktionsleistung und einer zuverlässigen Positionierung der zu stapelnden Segmente mit den derzeitigen Vorrichtungen sowie Verfahren nicht realisierbar.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Stapeln von Segmenten von Energiezellen bereitzustellen, welche ein Stapeln der Segmente in einer möglichst hohen Fertigungsrate ermöglichen soll und dabei gleichzeitig den Stapelvorgang flexibel gestaltet. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Entnahmeeinrichtung zu einer sich wiederholenden abwechselnden Bewegung aus einer Beschleunigung und einer Verzögerung antreibbar ausgebildet und eingerichtet ist, und dass die Entnahmeeinrichtung die Segmente in der Zuführgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von einem der mindestens zwei Zuführeinrichtungen übernimmt, wobei die Entnahmeeinrichtung die Segmente jeweils in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die mindestens eine Abgabeeinrichtung übergibt, um einen Stapel in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten der mindestens zwei Zuführeinrichtungen auszubilden und einzurichten.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird sichergestellt, dass die Segmente von der Entnahmeeinrichtung in der Zuführgeschwindigkeit von einer der mindestens zwei Zuführeinrichtungen übernommen werden und dann durch eine Verzögerung der Bewegung der Entnahmeeinrichtung mit einer geringeren Geschwindigkeit oder sogar im Stillstand an die Abgabeeinrichtung übergeben werden. Die Ausbildung der Vorrichtung mit mindestens zwei Zuführeinrichtungen ermöglicht einerseits eine flexible Über- nähme von Segmenten von mindestens einer der Zuführeinrichtungen und andererseits ist eine kontinuierliche Bereitstellung der Segmente sowie eine anschließende Stapelung sichergestellt. Dies ermöglicht die Bereitstellung von Segmenten mittels mindestens einer der Zuführeinrichtungen in einer hohen Transportgeschwindigkeit, wobei jedoch nur eine geringe Belastung der Segmente bei der Übernahme auftritt. Andererseits kann durch die verzögerte Geschwindigkeit der Entnahmeeinrichtung oder durch den Stillstand der Entnahmeeinrichtung eine Abgabe der Segmente an die Abgabeeinrichtung mit geringeren auf die Segmente einwirkenden Querkräften verwirklicht werden. Hierbei sind die bei der Abgabe der Segmente an die Abgabeeinrichtung reduzierten Querkräfte von besonderer Bedeutung, da die Segmente dadurch in der Abgabeeinrichtung positionsgenauer zu den Stapeln aufgestapelt werden können. Hierdurch können insbesondere abrasive Relativbewegungen zwischen einem bereits abgelegten Segment und dem gerade in der Abgabebewegung befindlichen Segment minimiert werden. Bei einer Bereitstellung von Segmenten mittels mindestens zwei Zuführeinrichtungen ist die Zuführung sowie die Abgabe der Segmente von besonderer Wichtigkeit. Die Zuführung der Segmente kann in einer vorteilhaften Ausführung im Wesentlichen simultan erfolgen, so dass der Entnahmeeinrichtung die Segmente im Wesentlichen simultan zur Verfügung gestellt werden. Weiter bevorzugt erfolgt ebenfalls eine im Wesentlichen simultane Übernahme der Segmente mittels der Entnahmeeinrichtung der Zellstapeleinrichtung. Die Abgabe der Segmente erfolgt jedoch vorzugsweise derart in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand, dass die Segmente auf einem einzigen Stapel in einer vorgegebenen Abfolge abgegeben werden. Die Segmente werden weiter bevorzugt alternierend von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen zu einem Stapel abgegeben.

Durch die mindestens zwei Zuführeinrichtungen sind der Entnahmeeinrichtung vorzugsweise jeweils Segmente mit einem unterschiedlichen Aufbau und/oder einem unterschiedlichen Materialzusammensetzung bereitstellbar, um mittels der Zellstapeleinrichtung einen Stapel mit einer vorgesehenen Stapelfolge unterschiedlicher Segmente auszubilden und einzurichten. Vorzugsweise wird mittels einer der mindestens zwei Zuführeinrichtungen ein Segment mit einer unterschiedlichen Folge aus Anodenblatt oder Kathodenblatt sowie mindestens einem Separatorblatt bereitgestellt, um mittels der Entnahmeeinrichtung einen Stapel mit einer entsprechenden Folge an Segmenten auszubilden und einzurichten. Auf diese Weise ist es möglich, einen Stapel für eine Energiezelle bereitzustellen, der aus unterschiedlichen Segmenten besteht, wobei die unterschiedlichen Segmente beispielsweise eine unterschiedliche Folge aus Ano- denblatt oder Kathodenblatt sowie mindestens einem Separatorblatt aufweisen. Alternativ und weiter bevorzugt können die Segmente beispielsweise jeweils unterschiedliche Einzelblätter sein (Anodenblatt, Kathodenblatt oder Separatorblatt).

Eine kontinuierliche Zuführgeschwindigkeit der Segmente mittels der Zuführeinrichtungen bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung, dass kontinuierlich Segmente in einer vorgegebenen Zuführgeschwindigkeit bereitstellbar sind. Unter „kontinuierlich“ ist jedoch nicht unmittelbar zu verstehen, dass die Segmente in einer konstanten Zuführgeschwindigkeit bereitgestellt werden müssen. Vorzugsweise ist mindestens eine der Zuführeinrichtungen ausgebildet und eingerichtet, ein schwellendes Geschwindigkeitsprofil abzufahren. Hierzu sind gegebenenfalls weitere Mittel (z. B. Steuerungs- und/ oder Regelungsmittel) und/oder Einrichtungen vorgesehen, um eine Veränderung der Zuführgeschwindigkeit bereitzustellen. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Abgabe der Segmente mit einer Zuführgeschwindigkeit A und alternativ mit einer Zuführgeschwindigkeit B gegeben. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Zuführeinrichtungen mit einer gleichen oder identischen Zuführgeschwindigkeit betreibbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung drei Zuführeinrichtungen umfasst, jeweils zur Zuführung von Segmenten in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit ausgebildet und eingerichtet, wobei die Entnahmeeinrichtung die Segmente in einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von mindestens einer der drei Zuführeinrichtungen übernimmt, um einen Stapel in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten auszubilden und einzurichten. Durch drei Zuführeinrichtungen ist eine weitere Varianz gegeben, um einen Stapel aus mehreren unterschiedlichen Segmenten zu bilden. Mit drei Zuführeinrichtungen können beispielsweise die Ausgangsmaterialien für Stapel von Energiezellen, Anodenblatt, Kathodenblatt und Separatorblatt, jeweils eigenständig zugeführt werden, um daraus einen Stapel in einer vorgegebenen Abfolge auszubilden und einzurichten. Vorzugsweise sind auf diese Weise Stapel erzeugbar, bei denen ein Anodenblatt sowie ein Kathodenblatt von mindestens einem Separatorblatt auf der Oberseite und/oder der Unterseite bedeckt ist. Weiter bevorzugt können mindestens vier Zuführeinrichtungen vorgesehen sein, wobei in einer derartigen Konfiguration vorzugsweise die mittels der Zuführeinrichtungen zuzuführenden Segmente als Anodenblatt, Kathodenblatt und zwei Separatorblättern vorgesehen sind. Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Entnahmeeinrichtung durch einen drehbar angetriebenen Rotationskörper gebildet ist, und die sich wiederholende abwechselnde Bewegung aus der Beschleunigung und Verzögerung durch eine beschleunigte und verzögerte Drehbewegung des Rotationskörpers gebildet ist. Die Verwirklichung der Entnahmeeinrichtung als drehbar angetriebener Rotationskörper hat den Vorteil einer sehr hohen Übernahmegeschwindigkeit der Segmente von der Entnahmeeinrichtung in einer kontinuierlichen Zuführbewegung. Ferner hat die Verwendung des drehbar angetriebenen Rotationskörpers den Vorteil einer sehr kompakten Bauform der Zellstapeleinrichtung. Vorzugsweise ist der drehbar angetriebene Rotationskörper als drehbar angetriebene Trommel ausgebildet und eingerichtet. Die Vorteile von Trommeln als Transportmedium sind hinlänglich bekannt. Überraschenderweise hat eine Verwendung von Trommeln auch im Bereich der Herstellung von Energiezellen sowie als Entnahmeeinrichtung zu einer positiven Produktionsgeschwindigkeit sowie -genauigkeit geführt. Ferner können die mindestens zwei Zuführeinrichtungen hierdurch jeweils als ein Trommellauf in Form von mehreren hintereinander geschalteter Trommeln ausgebildet und eingerichtet sein, wodurch eine Zuführung der Segmente in einer sehr hohen Zuführgeschwindigkeit gegeben ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Rotationskörper mindestens einen Übernahmestempel zur Aufnahme der Segmente, und der Rotationskörper ist während eines Umlaufes entsprechend der Anzahl der Übernahmestempel verzöger- und beschleunigbar. Bei der Ausführungsform mit einem einzigen Übernahmestempel, ist der Rotationskörper bevorzugt derart rotierbar, dass der Übernahmestempel gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge die Segmente von unterschiedlichen Stellen, das heißt von unterschiedlichen Zuführeinrichtungen, aufnimmt und entsprechend die Abgabeeinrichtung abgibt. Bei einer derartigen Ausführungsform sind höhere Ansprüche an die Dynamik gestellt, da eine umfassende Bewegung des Rotationskörpers bzw. der Trommel gewährleistet sein muss. Ein einziger Übernahmestempel ermöglicht eine präzise Übernahme und Abgabe der entsprechenden Segmente, wodurch beispielsweise die Taktung bei der Übernahme und der Abgabe der Segmente weniger komplex ist, da eine geringe Anzahl an möglichen Steuerungs- und/oder Regelungsvorgängen beachtet werden müssen.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper mindestens drei Übernahmestempel umfasst, wobei bei mehr als zwei Übernahmestempel diese vorzugsweise im Wesentlichen in gleichen Winkeln zueinan- der angeordnet sind. Bei einer bevorzugten Mehrzahl an Übernahmestempeln kann die Übernahmerate der Segmente durch den Rotationskörper erhöht werden bzw. im Umkehrschluss kann die erforderliche Drehgeschwindigkeit des Rotationskörpers bei einer vorgegebenen Anzahl von zu übernehmenden Segmenten je Zeiteinheit reduziert werden. Bei Abweichungen des Winkels zwischen den Übernahmestempeln, ausgehend von der im Wesentlichen gleichen Anordnung, kann vorzugsweise eine elektrische und/oder elektronische Regelung/Steuerung vorgesehen sein, um eine synchrone Bereitstellung der Übernahmestempel bei einer erfindungsgemäßen Verwendung des Rotationskörpers auszubilden und einzurichten. Mit mehr als einem Übernahmestempel kann zudem parallel mehr als ein Segment von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen zu der Entnahmeeinrichtung zugeführt werden, wodurch schnellere Zuführgeschwindigkeiten und Bearbeitungen mittels der Vorrichtung realisierbar sind. Bei einer Ausführungsform mit zwei Zuführeinrichtungen sind vier Übernahmestempel vorteilhaft, wohingegen bei einer alternativen Ausführungsformen mit drei Zuführeinrichtungen fünf Übernahmestempel vorteilhaft sind. In einer weiteren alternativen Ausführungsform mit vier Zuführeinrichtungen sind sechs Übernahmestempel vorteilhaft. Die Anzahl der Übernahmestempel ist maßgeblich von der Positionierung der Zuführeinrichtungen in Abhängigkeit der Anordnung der Stapeleinrichtung bzw. des Rotationskörpers mit den entsprechenden Zuführeinrichtungen und der anschließenden Abgabe der Segmente abhängig. Die mindestens zwei Übernahmestempel können in bevorzugten Ausführungsformen variabel auf dem Rotationskörper anordenbar sein, da die Rotation eine gewünschte Anordnung des Rotationskörpers, mittels bevorzugterweise zusätzlichen elektrischen und/oder elektronischen Steuerungs- und/oder Regelungsmitteln, positions- und zeitspezifisch an den mindestens zwei Zuführeinrichtungen ausbildet und einrichtet. Bei der Abgabe eines Segmentes im Stillstand, sollte die Vorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet und die jeweiligen Einrichtungen derart zueinander positioniert sein, dass die restlichen Segmente nicht in den Aufnahmebereichen positioniert sind. In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen entspricht die Anzahl der Übernahmestempel zumindest der Anzahl der Zuführeinrichtungen, wobei die Anzahl der Übernahmestempel vorzugsweise einer Mehrzahl der Zuführeinrichtungen entspricht.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Übernahmestempel jeweils gegenüberliegend angeordnet, also in einem Winkel von im Wesentlichen 90 Grad in Bezug zu der Drehachse des Rotationskörpers. Weiter bevorzugt sind die zwei Zuführeinrichtungen derart zueinander ausgerichtet, dass diese eine zeitgleiche Übernahme der Segmente mittels der Übernahmestempel gewährleisten. Auf diese Weise befinden sich die Übernahmestempel zeitgleich in der Übernahmestation und bei der Abgabe eines Segments befindet sich weiter bevorzugt keiner der Übernahmestempel in der Übernahmestation mit der Entnahmeeinrichtung. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung ist die Übernahmestation und die Übergabestation derart versetzt zueinander, wodurch ein kontinuierlicher Stapelprozess gewährleistet ist, ohne dass zwei Übernahmestempel zeitglich die Abgabe bereitstellen müssen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Übernahmestempel jeweils eine im Querschnitt des Rotationskörpers kreisbogenabschnittsförmige Übernahmefläche auf, und die Übernahmeflächen der Übernahmestempel sind im Querschnitt auf demselben Durchmesser angeordnet. Die Übernahmeflächen der Übernahmestempel bilden damit einen Übernahmeradius und durchfahren die Übernahmestation und die Übergabestation damit vorzugsweise auf einem gleichen Durchmesser in Bezug zu dem Rotationskörper.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst die Entnahmeeinrichtung mindestens zwei in Umlaufrichtung zueinander beabstandet angeordnete und sich in einer Länge Y in Umlaufrichtung erstreckende Tragzonen zum Übernehmen der Segmente an den mindestens zwei Übernahmestationen sowie zum Abgeben der Segmente an der Abgabestelle. Zwischen den Tragzonen sind weiter bevorzugt sich in einer Länge Z in Umlaufrichtung erstreckende Freizonen vorgesehen. Die Freizonen sind bewusst nicht zur Übernahme von Segmenten ausgebildet und ermöglichen beispielsweise ein Passieren der mindestens einen Übergabestation und/oder mindestens einer der Zuführeinrichtungen, ohne dass ein Segment in der Übergabestation und/ oder in einer der Zuführeinrichtungen abgegeben wird. Die Tragzonen und die Freizonen sind vorzugsweise derart angeordnet, dass die Entnahmeeinrichtung in einer Übernahmephase an den mindestens zwei Übernahmestationen während welcher ein Segment von einer Tragzone übernommen wird, die Abgabeeinrichtung und/oder mindestens eine der mindestens zwei Übergabestationen mit einer Freizone passiert. Durch eine derartige Anordnung sowie Ausgestaltung der Zellstapeleinrichtung wird eine Stapelung der Segmente in einer sehr hohen Stückrate ermöglicht, indem die Entnahmeeinrichtung durch die Ausbildung als Rotationskörper mit den Tragzonen und den Freizonen die Segmente in einer kontinuierlichen Drehbewegung über die Tragzonen in den mindestens zwei Übernahmestationen übernimmt. Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Zellstapeleinrichtung ist eine verbesserte Übernahme und Übergabe der Segmente und damit eine verbesserte Stapelung der Segmente gegeben. Da die Übernahme und die Übergabe der Segmente aufgrund der vorgeschlagenen Tragzonen, Freizonen und deren Anordnung nicht zeitgleich in einer einzigen Stellung der Entnahmeeinrichtung erfolgt, kann die Entnahmeeinrichtung zur Optimierung einer verbesserten Übernahme der Segmente von der Zuführung und der Abgabe und Stapelung der Segmente in ihrem Bewegungsverhalten beim Übernehmen und Übergeben der Segmente vorgesehen sein, indem ihr Bewegungsverhalten in den Stellungen, wenn sie mit den Tragzonen die Übergabestation und mindestens eine Übernahmestation passiert, entsprechend individuell ausgelegt wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Länge Y einer oder jeder Tragzone kleiner, gleich oder größer als die Länge Z einer oder jeder Freizone ist. Sofern die Länge Y der Tragzone kleiner ist, ist dies für die Übergabe der Segmente vorteilhaft, da die in diesem Fall durch größere Länge der Freizone eine größerer Drehwinkel zur Anpassung des Bewegungsverhaltens der Entnahmeeinrichtung bis zum Übernehmen und zum Übergeben des Segmentes zur Verfügung steht. Sofern die Länge Y der Tragzonen gleich der Länge Z einer oder jeder Freizone ist, kann dadurch der Vorteil einer möglichst gleichmäßigen Veränderung des Bewegungsverhaltens, insbesondere mit identischen Beschleunigungen und Verzögerungen der Entnahmeeinrichtung, verwirklicht werden. Sofern die Länge Y der Tragzonen größer als die Länge Z der Freizonen ist, ist dies hinsichtlich der Kapazität der Entnahmeeinrichtung von Vorteil, da dadurch die Mantelfläche des Rotationskörpers zur Übernahme und Übergabe einer größeren Anzahl von Segmenten ausgelegt werden kann.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Längen Z der Freizonen zwischen den Tragzonen gleich oder unterschiedlich sind. Sofern die Länge Z der Freizonen gleich ist, können hierdurch sich wiederholende möglichst gleiche Bewegungsvorgänge des Rotationskörpers zwischen der Übernahme und der Übergabe eines Segmentes und umgekehrt verwirklicht werden. Sofern die Länge Z der Freizonen unterschiedlich sind, können hierdurch individuell verschiedene Bewegungsvorgänge verwirklicht werden, wodurch z. B. Abweichungen in den Zuführbewegungen oder den Abführbewegungen der Segmente berücksichtigt werden können.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine oder jede Tragzone eine Übernahmefläche aufweist. Durch die Übernahmefläche können die Segmente flächig an den Tragzonen ge- halten und durch den Rotationskörper von mindestens einer der Übernahmestationen zu der Übergabestation transportiert werden. Hierdurch kann ein besonders sanfter Transport der Segmente mit geringstmöglichen lokalen flächenbezogenen auf die Segmente einwirkenden Maxi mal kräfte verwirklicht werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine oder jede Freizone durch eine sich radial nach innen erstreckende Ausnehmung an dem Rotationskörper gebildet ist. Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Freizonen werden Freiräume an dem Rotationskörper geschaffen, welche eine kollisionsfreie überlappende Relativbewegung z. B. der Abgabeeinrichtung oder auf mindestens einer der Zuführeinrichtungen zu dem Rotationskörper ermöglicht. Außerdem kann dadurch die zu bewegende Masse des Rotationskörpers reduziert werden, wodurch wiederum die Bewegungssteuerung vereinfacht und die aufzuwendende Energie zum Antrieb des Rotationskörpers reduziert werden kann.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine oder jede Freizone zu einer oder jeder Tragzone eine radial einwärts versetzte Begrenzung aufweist. Durch die radial einwärts versetzte Begrenzung wird eine eindeutig definierte räumliche Trennung der Freizone von der Tragzone geschaffen, welche z. B. eine vereinfachte Detektion der Drehbeweg des Rotationskörpers ermöglicht.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abgabeeinrichtung eine linear verfahrbare Aufnahme aufweist, welche die Stapel in Richtung der Flächennormalen der Segmente von der Entnahmeeinrichtung abtransportiert. Durch die linear verfahrbare Aufnahme können die Stapel und/oder die darin aufgestapelten Segmente ohne einwirkende Querkräfte abtransportiert werden. Hierdurch wird verhindert, dass die Segmente bzw. die Stapel ihre positionsgenaue Anordnung während des Abtransportes wieder verlieren. Unter „Aufnahme“ der Abgabeeinrichtung im Sinne der Erfindung ist beispielsweise ein Mittel zu verstehen, das mittels einer Unterdruckversorgung eine Abnahme der Segmente von der Entnahmeeinrichtung ausbildet und einrichtet. Die Abnahme kann beispielsweise als Ablagehebel ausgebildet und eingerichtet sein, um die Segmente von der Entnahmeeinrichtung abzunehmen.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Entnahmeeinrichtung und/oder die Aufnahme der mindestens einen Abgabeeinrichtung eine oder mehrere mit Unterdrück beaufschlagbare Vakuumleitungen aufweisen, wel- ehe durch Anlegen von Unterdrück die Übernahme der Segmente durch die Entnahmeeinrichtung von mindestens einer der Zuführeinrichtung und/oder durch die mindestens eine Abgabeeinrichtung von der Entnahmeeinrichtung und den Transport auf der Entnahmeeinrichtung unterstützen. Durch die mit Unterdrück beaufschlagbaren Vakuumleitungen kann die Übergabe der Segmente sowie der Transport der Segmente auf der Entnahmeeinrichtung mit sehr geringen auf die Segmente einwirkenden Kräften verwirklicht werden. Ferner können die auf die Segmente ausgeübten Kräfte sehr einfach durch An- und Abschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen gesteuert werden. So kann z. B. die Übernahme der Segmente durch die Entnahmeeinrichtung von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen sehr einfach dadurch gesteuert werden, dass Unterdrück in den Vakuumleitungen der Entnahmeeinrichtung zugeschaltet und der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Zuführeinrichtungen in einer Übergabestellung abgeschaltet wird. Die Abgabe der Segmente von der Entnahmeeinrichtung auf die Abgabeeinrichtung erfolgt dann analog dadurch, indem der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Entnahmeeinrichtung abgeschaltet und der Unterdrück in den Vakuumleitungen der Aufnahme der Abgabeeinrichtung zugeschaltet wird. In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Haltevakuum an einer oder jeder in eine Tragzone mündende Vakuumleitung der Entnahmeeinrichtung angelegt, welches bei der oder während der Übergabe des Segmentes an die Abgabeeinrichtung verzögert abgeschaltet und ein zu übergebendes Segment gegen das noch zumindest teilweise anliegende Haltevakuum abgezogen, was ein fixiertes, positionsgenaues Halten des zu übergebenden Segmentes gewährleitet und Positionsänderungen durch etwaige Schwebe- oder Fallbewegungen zu verhindern hilft.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen eine Puffereinrichtung zum verzögerten Bereitstellen der Segmente und/oder eines Vorproduktes der Segmente umfasst, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten umfassende Endlosbahn ist. Derartige Puffereinrichtungen ermöglichen eine bedarfsgerechte Zuführung der Segmente und/oder eines Vorproduktes der Segmente, um die Segmente in Abhängigkeit der weiteren Vorrichtungsbestandteile und mit den damit verbundenen Vorrichtungsschritten bereitzustellen. Die Puffereinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet und eingerichtet, eine Strecke der Segmente bei der Zuführung derart anzupassen, dass die Strecke der Zuführung veränderbar ist. Auf diese Weise müssen die Segmente eine größere Strecke zurücklegen, wodurch die Segmente beispielsweise der Entnahmeeinrichtung verzögert bereitstellbar sind. Weiter bevorzugt umfasst die Puffereinrichtung einen Spannmechanismus, um bei (Endlos-)Bahnen bzw. um bei (Endlos-)Bahnen mit Segmenten eine gewünschte Bahnspannung einzustellen. Die Puffereinrichtung ist vorzugsweise als sogenannter „Tänzer“ ausgebildet und eingerichtet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen eine Schneideeinrichtung umfasst, ausgebildet und eingerichtet Segmente und/oder ein Vorprodukt der Segmente zu schneiden, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten umfassende Endlosbahn ist. Dies ermöglicht ein breiteres Anwendungsspektrum für die Vorrichtung, indem beispielsweise ein Vorprodukt zu Segmenten segmentiert wird. Darüber hinaus können Segmente entsprechend eines vorgegebenen Zuschnitts geschnitten werden.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen mindestens eine Teileinrichtung umfasst, ausgebildet und eingerichtet Segmente mit einer vorgegebenen Beab- standung zueinander der Zellstapeleinrichtung kontinuierlich bereitzustellen. Auf diese Weise sind die Segmente mit einer vorgegebenen Beabstandung der Entnahmeeinrichtung zuführbar, wobei sich die Beabstandung der Segmente insbesondere in Verlauf des Transports bzw. der Zuführung mittels der Zuführeinrichtung vergrößert. Durch die Teileinrichtung ist die Zuführung der Segmente auf die Entnahmeeinrichtung steuer- und/oder regelbar, da eine Bereitstellung der Segmente auf der Entnahmeeinrichtung in einer vorgegebenen Beabstandung sich durch die Zuführgeschwindigkeit bestimmt. Die Entnahmeeinrichtung kann auf diese Weise die Segmente in einer vorgegebenen Taktung mit einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die mindestens eine Abgabeeinrichtung übergeben und die Reihenfolge der Bereitstellung ist anhand der Übergabe durch die Zuführeinrichtungen veränderbar. Dies führt einerseits zu einer effizienten Nutzung der vorhandenen Zuführeinrichtung mittels der Entnahmeeinrichtung und ermöglicht andererseits eine gewünschte Abfolge bei der Abgabe der Segmente. Vorzugsweise ist die Teileinrichtung als Teilungsänderungs- trommel ausgebildet und eingerichtet. Ein weiterer Vorteil der Teileinrichtung besteht darin, dass die Zellstapeleinrichtungen bzw. die Entnahmeeinrichtung aufgrund der Aufteilung bzw. der Beabstandung der zugeführten Segmente in einer vorgegebenen Abfolge mittels der Entnahmeeinrichtung übernommen und aufgestapelt werden können. Es können beispielsweise Segmente der Anzahl A auf einer ersten Zuführeinrichtung und Segmente der Anzahl B auf einer zweiten Zuführeinrichtung mit jeweils unterschiedlichen Beabstandungen bereitgestellt werden. Durch eine kontinuierliche Verwendung der Entnahmeeinrichtung ist vorzugsweise eine bestimmungsgemäße Stapelung in einer vorgegebenen Abfolge ausführbar. Damit kann die Beabstandung von Segmenten auf den beiden Zuführeinrichtungen je nach Bedarf angepasst sein, um eine gewünschte Stapelfolge bereitzustellen. Ein weiterer Vorteil der mindestens einen Teileinrichtung besteht darin, dass Segmente mittels der Entnahmeeinrichtung in einer geringeren Stapelrate abgegeben werden, als diese der Entnahmeeinrichtung mittels der Zuführeinrichtungen zugeführt werden. Damit kann die Förderrate der Zuführeinrichtungen entsprechend hoch ausgelegt werden, und die Stapelrate kann gleichzeitig entsprechend gering für eine hohe Positionsgenauigkeit der aufgestapelten Segmente und damit der Stapel selbst ausgelegt werden. Unter Teilungsänderung im Sinne der Erfindung ist insbesondere die Änderung der Beabstandung der Segmente zueinander auf der entsprechenden Zuführeinrichtungen zu verstehen. Derartige Teilungsänderungen dienen beispielsweise entweder zur Vergrößerung oder zur Verkleinerung der Beabstandung der Segmente zueinander, insbesondere um diese in Abhängigkeit der Bewegung des Rotationskörpers und/oder der Anordnung und Anzahl der Übernahmestempel entsprechend mittels der Zuführeinrichtungen auf der Entnahmeeinrichtung anzuordnen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen mindestens eine Übergabetrommel, ausgebildet und eingerichtet Segmente an die Zellstapeleinrichtung zu übergeben und/oder um Segmente von der Puffereinrichtung oder der Schneideeinrichtung zu übernehmen. Trommelförmige Übergabeeinrichtungen eignen sich besonders für kontinuierliche Übergabeprozesse mit hohen Prozessgeschwindigkeiten. Vorzugsweise ist die mindestens eine Übergabetrommel ebenfalls zur verzögerten Bereitstellung der Segmente ausgebildet und eingerichtet. Anders ausgedrückt ermöglicht die Übergabetrommel die Beabstandung der Segmente mittels der Übergabetrommel, indem beispielsweise die Übergabetrommel eine unterschiedliche Geschwindigkeit aufweist oder einen unterschiedlichen Durchmesser zu einem vorzugsweise vorgelagerten weiteren Rotationskörper und/oder einer Trommel aufweist, die zur Bereitstellung der Segmente vorgesehen ist.

Die Aufgabe wird auch durch das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass die Entnahmeeinrichtung zu einer sich wiederholenden abwechselnden Bewegung aus einer Beschleunigung und einer Verzögerung angetrieben wird, und dass die Entnah- meeinrichtung die Segmente in der Zuführgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von einem der mindestens zwei Zuführeinrichtungen übernimmt, wobei die Entnahmeeinrichtung die Segmente jeweils in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die mindestens eine Abgabeeinrichtung übergibt, um einen Stapel in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten der mindestens zwei Zuführeinrichtungen auszubilden und einzurichten.

Einer der Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens ist darin zu sehen, dass die Segmente von der Entnahmeeinrichtung in der Zuführgeschwindigkeit der mindestens zwei Zuführeinrichtungen in einer kontinuierlichen Zuführung übernommen werden und dann durch eine Verzögerung der Bewegung der Entnahmeeinrichtung mit einer geringeren Geschwindigkeit oder sogar im Stillstand an die Abgabeeinrichtung zur Stapelung der Segmente übergeben werden. Durch die mindestens zwei Zuführeinrichtungen ist eine flexible und gleichzeitig effiziente Bereitstellung von Segmenten gegeben, wobei vorzugsweise unterschiedliche Segmentzusammenstellungen vorgesehen sind. Bei der Übernahme der Segmente in der Zuführgeschwindigkeit der Zuführeinrichtungen wird darüber hinaus einerseits eine ununterbrochene Abnahme der Segmente mit einer durch die Entnahmeeinrichtung vorgegebenen Abfolge in einer hohen Transportgeschwindigkeit von den Zuführeinrichtungen mit einer möglichst geringen Belastung der Segmente bei der Übernahme verwirklicht. Andererseits kann durch die verzögerte Geschwindigkeit der Entnahmeeinrichtung oder durch den Stillstand der Entnahmeeinrichtung eine Übergabe der Segmente an die Abgabeeinrichtung mit geringeren auf die Segmente einwirkenden Querkräften verwirklicht werden. Bei der Abgabe der Segmente an die Abgabeeinrichtung sind die reduzierten Querkräfte von besonderer Bedeutung, da die Segmente dadurch in der Ablageeinrichtung positionsgenauer zu den Stapeln in einer vorgegebenen Abfolge aufgestapelt werden können. Die Zellstapeleinrichtung bildet aufgrund der vorgeschlagenen Steuerung eine Schnittstelle zwischen der kontinuierlichen Zuführung der Segmente über die Zuführeinrichtungen und der Stapelung der Segmente.

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 Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass drei Zuführeinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils die Segmente in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit zuführen, wobei die Segmente in einer vorgegebenen Übernahmefolge von der Entnahmeeinrichtung jeweils von einer der drei Zuführeinrichtungen übernommen werden, um einen Stapel in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten auszubilden und einzurichten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Entnahmeeinrichtung eine steuerbare Antriebseinrichtung, welche derart gesteuert wird, dass die Entnahmeeinrichtung zur Übernahme der Segmente der mindestens zwei Zuführeinrichtungen beschleunigt und zur Abgabe der Segmente an die Abgabeeinrichtung verzögert wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeeinrichtung durch einen drehbar angetriebenen Rotationskörper gebildet ist, und die sich wiederholende abwechselnde Bewegung aus der Beschleunigung und Verzögerung durch eine beschleunigte und verzögerte Drehbewegung des Rotationskörpers gebildet wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotationskörper mindestens einen Übernahmestempel zur Aufnahme der Segmente umfasst, wobei bei zwei oder mehreren Übernahmestempeln diese in gleichen Winkeln zueinander angeordnet sind, und dass der Rotationskörper während eines Umlaufes entsprechend der Anzahl der Übernahmestempel verzögert und beschleunigt wird.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stapel in Richtung der Flächennormalen der Segmente von der Entnahmeeinrichtung mittels einer die mindestens eine Abgabeeinrichtung aufweisenden linear verfahrbaren Aufnahme abtransportiert werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Segmente und/oder ein Vorprodukt der Segmente mittels mindestens einer die mindestens zwei Zuführeinrichtungen umfassenden Puffereinrichtung verzögert bereitgestellt werden, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten umfassende Endlosbahn ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente und/oder ein Vorprodukt der Segmente mittels mindestens einer die mindestens zwei Zuführeinrichtungen umfassenden Schneideeinrichtung geschnitten werden, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten umfassende Endlosbahn ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Segmente der Zellstapeleinrichtung mittels mindestens einer die mindestens zwei Zuführeinrichtungen umfassenden Teileinrichtung mit einer vorgegebenen Beab- standung zueinander kontinuierlich bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen mindestens eine Übergabetrommel, damit die Segmente an die Zellstapeleinrichtung übergeben werden und/oder damit die Segmente von der Puffereinrichtung oder der Schneideeinrichtung übernommen werden.

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 erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine weitere Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung im Querschnitt,

Fig. 3 eine Abfolge des Stapelns von Segmenten mit einem Ausschnitt der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Vorrichtung im Querschnitt, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Zuführeinrichtungen in perspektivischer Ansicht,

Fig. 5 eine weitere Darstellung der in Fig. 4 gezeigten weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Zuführeinrichtungen sowie drei Entnahmeeinrichtungen in perspektivischer Ansicht und

Fig. 7 eine weitere Darstellung der in Fig. 6 gezeigten weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.

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

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung 10 ist exemplarisch als eigenständige und separat ausgestaltete Vorrichtung 10 ausgebildet und eingerichtet. Die Erfindung bezieht sich jedoch in gleicher Weise auf vergleichbare Vorrichtungen 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 Segmente parallel zu Stapeln gebildet werden können. Anders ausgedrückt werden auf einer Vorrichtung 10 bevorzugt eine Mehroder Vielzahl an Segmenten 11 parallel verarbeitet, 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.

Derartige Segmente 11 werden mit einer nachfolgend beispielhaft beschriebenen 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 eine Zuführung von vier Endlosbahnen, wobei zwei der Endlosbahnen aus einem Separatormaterial, eine Endlosbahn aus einem Anodenmaterial und eine Endlosbahn aus einem Kathodenmaterial gebildet ist. Die Endlosbahnen des Kathodenmaterials oder des Anodenmaterials werden weiter bevorzugt jeweils mittels einer Schneideeinrichtung zu Anoden(blättern) und Kathoden(blättern) in einer vorbestimmten Länge bzw. Breite geschnitten, welche dann nach dem Schneiden auf jeweils eine der Endlosbahnen des Separatormaterials aufgelegt werden. Dabei erfolgt das Zusammenführen so, indem zuerst die von der untersten Endlosbahn abgeschnittenen Anoden oder Kathoden vereinzelt auf ein Transportband aufgelegt werden, anschließend die darüberliegenden Endlosbahn des Separatormaterials aufgelegt wird, und anschließend wiederum die von der Endlosbahn abgeschnittenen Anoden oder Kathoden vereinzelt auf die Endlosbahn des Separatormaterials aufgelegt werden, welche dann durch Auflegen der obersten Endlosbahn des weiteren Separatormaterials an der Oberseite zu einer bevorzugten vierlagigen Endlosbahn abgedeckt werden. Diese vierlagige Endlosbahn mit den Anoden oder Kathoden an einer Oberseite wird dann einer - ebenfalls nicht gezeigten - Laminierungseinheit zugeführt, in der diese durch thermische und/oder mechanische Energieeinwirkung zu einem festen Verbund miteinander verbunden werden. Alternativ können derartige Segmente jeweils nur aus einem (Ausgangs-)Material für die Herstellung von Energiezellen bestehen, so dass separate Materialbahnen aus einem einzigen Material bereitgestellt werden, welche mittels einer Schneideeinrichtung zu Separator-, Anoden- oder Kathodenblättern in einer vorbestimmten Länge bzw. Breite geschnitten werden. Derartige vereinzelte Separator-, Anoden- oder Kathodenblätter werden anschließend beispielsweise vereinzelt auf ein Transportband aufgelegt, um der Vorrichtung 10 zugeführt zu werden, insbesondere mittels mindestens einer der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14.

Sofern die Segmente 11 in einer bevorzugten Ausführungsform als laminierte vierlagige Endlosbahnen der Vorrichtung 10 zugeführt werden, sind diese mittels einer Schneideeinrichtung 20 in Segmente 11 einer vorbestimmten Länge bzw. Breite schneidbar, welche auch als Monozellen bezeichnet werden können. Es ist aber auch denkbar, der Vorrichtung 10 in der Herstellmaschine einlagige Segmente 11, doppellagige Segmente 11 sowie mehr- oder viellagige Segmente 11 als Endlosbahn 19 oder separat zuzuführen, sofern diese entsprechend gestapelt weiterverarbeitet werden sollen. Alternativ können der Vorrichtung 10 auch nur bereits vereinzelte Segmente 11 bereitgestellt werden, die beispielsweise in einem vorgelagerten Verarbeitungsschritt bzw. mit einer vorgelagerten Schneideinrichtung 20 aus Endlosbahnen 19 zu Segmenten 11 erzeugt wurden.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Stapeln von Segmenten 11 von - in den Figuren nicht gezeigten - Energiezellen, umfassend mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 jeweils zur Zuführung von Segmenten 11 in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit ausgebildet und eingerichtet, und mindestens eine Zellstapeleinrichtung 15, ausgebildet und eingerichtet zur Übernahme der Segmente 11 von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 und zum Aufeinanderstapeln der Segmente 11 zu Stapeln 16, wobei die Zellstapeleinrichtung 15 mindestens eine Entnahmeeinrichtung 17 zur Übernahme der Segmente 11 und mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 zur Abgabe der Segmente 11 umfasst. In der Fig. 3 ist schematisch ein Ablauf einer erfindungsgemäßen Übernahme der Segmente 11 durch die Entnahmeeinrichtung 17 von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13 sowie die Abgabe der Segmente 11 an die Abgabeeinrichtung 18 gezeigt. Hierzu übernimmt die Entnahmeeinrichtung 17 jeweils ein Segment 11 von mindestens einer der Zuführeinrichtungen 12, 13, um es anschließend entsprechend an die Abgabeeinrichtung 18 abzugeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass die Entnahmeeinrichtung 17 zu einer sich wiederholenden abwechselnden Bewegung aus einer Beschleunigung und einer Verzögerung antreibbar ausgebildet und eingerichtet ist, und dass die Entnahmeeinrichtung 17 die Segmente 11 in der Zuführgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von einem der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernimmt, wobei die Entnahmeeinrichtung 17 die Segmente 11 jeweils in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 übergibt, um einen Stapel 16 in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten 11 der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 auszubilden und einzurichten. Weiter bevorzugt werden die Segmente 11 ebenfalls in Abhängigkeit einer vorgegebenen Übergabefolge mittels der Entnahmeeinrichtung 17 an die mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 übergeben. Auf diese Weise ist ein Stapel 16 mit einer gewünschten Abfolge an Segmenten 11 aus den mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 erzeugbar.

In der Fig. 1 sind exemplarisch auf den Zuführeinrichtungen 12, 13 jeweils ein Segment 11 dargestellt. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch umfassen derartige Vorrichtungen 10 eine Vielzahl an Segmenten 11 , die gleichzeitig innerhalb der Vorrichtung 10 vorhanden sind und mittels den Vorrichtungsbestandteilen transportier- und bearbeitbar sind.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 eine Schneideeinrichtung 20, ausgebildet und eingerichtet Segmente 11 und/oder ein Vorprodukt der Segmente 11 zu schneiden, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten 11 umfassende Endlosbahn 19 ist. Die Schneideeinrichtungen 20 sind in den Fig. 1 , Fig, 2, Fig. 4 und Fig. 5 jeweils durch ein Schneidmittel 21 und eine Gegentrommel 22 ausgebildet. Die Schneideeinrichtung 20 schneidet die auf der Gegentrommel 22 geführte Endlosbahn 19 in Segmente 11 einer vorbestimmten Länge, welche durch den Schneidevorgang und/ oder das entsprechende Schneidmittel 21 definiert ist. Ausgehend von der Schneideeinrichtung 20 werden die geschnittenen Segmente 11 jeweils der entsprechenden Zuführeinrichtung 12, 13, 14 zugeführt. Die Gegentrommel 22 fungiert weiter bevorzugt gleichzeitig als Transporttrommel, um die Segmente 11 und/oder die Segmente 11 enthaltende Endlosbahnen 19 in Transportrichtung zu transportieren.

Vorzugsweise umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 mindestens eine Übergabetrommel 23, ausgebildet und eingerichtet Segmente 11 an die Zellstapeleinrichtung 15 zu übergeben und/oder um Segmente von einer Puffereinrichtung 32 oder einer Schneideeinrichtung 20 zu übernehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine oder jede Zuführeinrichtung 12, 13, 14 durch eine Trommel 23 bspw. eine Übergabetrommel 23 oder einen - in den Figuren nicht gezeigten - Trommellauf mit mehreren (Transport-)Trommeln gebildet, an denen die Segmente 11 z. B. durch Unterdrück gehalten werden. Sofern es sich bei der zugeführten Endlosbahn 19 um eine vierlagige Endlosbahn19 handelt, entsprechen die davon geschnittenen Segmente 11 einer Monozelle. Sofern es sich bei der Endlosbahn 19 um separate Materialbahnen handelt, entsprechen die davon geschnittenen Segmente 11 vorzugsweise jeweils einem Separator-, Anoden- oder Kathodenblatt.

In den Fig. 4 und Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, wonach die Vorrichtung 10 drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 umfasst, jeweils zur Zuführung von Segmenten 11 in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit ausgebildet und eingerichtet, wobei die Entnahmeeinrichtung 17 die Segmente 11 in einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von mindestens einer der drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernimmt, um einen Stapel 16 in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten 11 auszubilden und einzurichten.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Entnahmeeinrichtung 17 durch einen drehbar angetriebenen Rotationskörper 24 gebildet, und die sich wiederholende abwechselnde Bewegung aus der Beschleunigung und Verzögerung durch eine beschleunigte und verzögerte Drehbewegung des Rotationskörpers 24 gebildet. Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotationskörper 24 mindestens einen Übernahmestempel 25 zur Aufnahme der Segmente 11 umfasst, und dass der Rotationskörper 24 während eines Umlaufes entsprechend der Anzahl der Übernahmestempel 25 verzögerbar und beschleunigbar ist. Vorzugsweise umfasst der Rotationskörper 24 mindestens drei Übernahmestempel 25, wobei bei mehr als zwei Übernahmestempeln 25 diese vorzugsweise in gleichen Winkeln zueinander angeordnet sind. Die Ausführungsform der Vorrichtung 10 der Fig. 1 bis Fig. 3 umfasst exemplarisch vier Übernahmestempel 25 und die weitere bevorzugte Ausführungsform der Fig. 4 und Fig. 5 weist jeweils fünf Übernahmestempel 25 auf.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis Fig. 3 sind die Winkel der vier Übernahmestempel 25 im Wesentlichen 90° zueinander ausgerichtet. Die Übernahmestempel 25 weisen dabei jeweils Tragzonen 26 in Form der Übernahmestempel 25 auf. Die Übernahmestempel 25 weisen eine Außenfläche auf, die in ihren Außenabmaßen wenigstens der Außenform der Segmente 11 entspricht oder auch größer als diese bemessen sein kann. Die Übernahmestempel 25 weisen weiter bevorzugt jeweils eine im Querschnitt des Rotationskörpers 24 kreisbogenabschnittsförmige Übernahmefläche 27 auf, und die Übernahmeflächen 27 der Übernahmestempel 25 sind im Querschnitt auf demselben Durchmesser angeordnet. Bevorzugt weisen die Übernahmestempel 25 in ihrem Querschnitt senkrecht durch die Drehachse der Entnahmeeinrichtung 17 eine kreisbogenabschnittsförmige Kontur mit jeweils gleichen Radien auf, so dass sie sich zu einem virtuellen Kreis ergänzen. Ferner ist die Entnahmeeinrichtung 17 mit ihren Übernahmestempeln 25 so angeordnet und in den Radien bemessen, dass sie bei der Drehbewegung mit den Außenflächen der Übernahmestempel 25 zumindest in einen Bereich bei der Übergabe der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 eingreift, vorzugsweise die Mantelflächen der Übergabetrommel 23 mit einem wenigstens der Dicke der Segmente 11 entsprechenden Spalt tangiert. Dabei ist die Drehbewegung der Entnahmeeinrichtung 17 so zu der jeweiligen Übergabetrommel 23 gesteuert, dass die Übernahmestempel 25 während des Umlaufens jeweils genau ein Segment 11 von der Übergabetrommel 23 übernehmen. Hierzu ist die Bewegung der Entnahmeeinrichtung 17 vorzugsweise so steuer- und/oder regelbar, dass die Mantelflächen der Übernahmestempel 25 in dem Punkt des kürzesten Abstandes zu der Übergabetrommel 23, welcher vorzugsweise der Übernahmestation entspricht, eine der Umfangsgeschwindigkeit der auf der Übergabetrommel 23 gehaltenen Segmentei 1 entsprechende Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, und die Segmente 11 im Idealfall ohne eine Relativgeschwindigkeit in Umfangsrichtung von den Übernahmestempeln 25 übernehmbar.

Die Mantelflächen der Übernahmestempel 25 weisen in Umfangsrichtung mindestens eine Kreisbogenlänge auf, welche der in Umfangsrichtung der Übergabetrommel 23 gerichteten Breite der Segmente 11 entsprechen, so dass die Segmente 11 von den Übernahmestempeln 25 vollflächig übernommen werden. Ferner weisen die Übernahmestempel 25 hierzu auch in Axialrichtung der Entnahmeeinrichtung 17 eine Länge auf, welche mindestens der Länge der Segmente 11 in Axialrichtung entspricht. Die Übernahmestempel 25 weisen bevorzugt eine kammartige Struktur mit einer Mehrzahl von parallel zueinander und in Umfangsrichtung gerichteten Stegen 31 auf, zwischen denn jeweils Spalte mit einer konstanten und identischen Weite angeordnet sind. Die Stirnseiten der Stege 31 bilden dann zusammen die Mantelflächen der Übernahmestempel 25.

Die Übernahmestempel 25 bilden jeweils an ihren Außenseiten eine Übernahmefläche 27, welche aufgrund der Mehrzahl der Übernahmestempel 25 durch Freizonen 28 voneinander getrennt sind. Die Entnahmeeinrichtung 17 ist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis Fig. 5 durch einen zu einer Drehbewegung antreibbaren Rotationskörper 24 mit wenigstens zwei in Umlaufrichtung zueinander beabstandet (und bevorzugt in Umlaufrichtung fixiert) angeordneten und sich in einer Länge Y in Umlaufrichtung erstreckenden Tragzonen 26 zum Übernehmen der Segmente 11 an mindestens einer der Übernahmestationen ausgebildet. Die Tragzonen 26 sind hier durch die Übernahmeflächen 27 der Übernahmestempel 25 gebildet. Zwischen den Tragzonen 26 sind sich in einer Länge Z in Umlaufrichtung erstreckende Freizonen 28 vorgesehen, welche in den vorliegenden Ausführungsbeispielen jeweils durch eine sich radial nach innen erstreckende Ausnehmung gebildet sind und dadurch einen Freiraum bilden. Die Tragzonen 26 sind gezielt zur Übernahme jeweils eines Segmentes 11 ausgebildet, während die Freizonen 28 nicht zur Übernahme von Segmenten 11 ausgebildet sind und lediglich bewusst ungenutzte Zwischenzonen zwischen den Tragzonen 26 bilden, welche zur Verwirklichung der unterschiedlichen Bewegungszustände der Entnahmeeinrichtung 17 und zur Übernahme und Übergabe der Segmente 11 vorteilhafte Bewegungseigenschaften und/oder -zustande des Rotationskörpers 24 ausbilden können. Hierzu sind die Tragzonen 26 und die Freizonen 28 derart angeordnet, dass die Entnahmeeinrichtung 17 in einer Übernahmephase an mindestens einer der Übernahmestationen, während welcher ein Segment 11 von einer T ragzone 26 übernommen wird, die Abgabeeinrichtung 18 und/oder mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 mit einer Freizone 28 passiert.

Die Freizonen 28 sind hier durch Ausnehmungen verwirklicht. Sie können alternativ aber auch durch passive Flächen des Rotationskörpers 24 im Allgemeinen gebildet sein, welche keine Vakuumleitungen aufweisen und damit nicht zur Übernahme von Segmenten 11 ausgebildet sind. Die Freizonen 28 zeichnen sich damit dadurch aus, dass sie keine Segmente 11 tragen und dadurch in der Übergabestation auch keine Segmente 11 abgeben. Es ist damit nicht erforderlich, dass die Entnahmeeinrichtung 17 in der Übernahmephase, in der sie mit den Freizonen 28 die Übergabestation passiert, besondere Bewegungsbedingungen erfüllt und kann in Ihrem Bewegungsverhalten allein zur Übernahme der Segmente 11 in der Übergabestation ausgelegt sein.

Die Tragzonen 26 und die Freizonen 28 sind derart angeordnet, dass während eine Tragzone 26 mindestens eine der Übernahmestationen passiert, eine Freizone 28 die Übergabestation und/oder mindestens eine der weiteren Übernahmestationen der entsprechenden weiteren Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 passiert. Während eine Tragzone 26 auf die Übergabestation ausgerichtet ist, ist eine Freizone 28 vorzugsweise auf mindestens einer der Übernahmestationen ausgerichtet. Dabei können die Freizonen 28 in Umfangsrichtung des Rotationskörpers 24 eine größere Länge Z aufweisen als die Tragzonen 26, so dass die Drehwinkel während der die Freizonen 28 die Übergabestation und/oder mindestens eine der Übernahmestationen passieren größer als die Drehwinkel sind, während der die Tragzonen 26 die Übergabestation und mindestens eine der Übernahmestationen passieren. Hierdurch sind die zur Verfügung stehenden Drehwinkel, welche für die Beschleunigung und Verzögerung der Entnahmeeinrichtung zur Verfügung stehen größer als die Drehwinkel, welche zur Übernahme und Übergabe der Segmente 11 erforderlich sind. Aufgrund der größeren Drehwinkel kann die Maximalbeschleunigung und Maximalverzögerung zum Wechsel zwischen den zwei vorgegebenen Geschwindigkeiten reduziert werden. Die Freizone 28 weist dabei eine mindestens zwei Übernahmestationen und die Übergabestation übergreifende Länge Z auf. Dabei kann die Länge Y einer oder jeder Tragzone 26 kleiner, gleich oder größer als die Länge Z einer oder jeder Freizone 28 sein. Ferner können die Längen Z der Freizonen 28 zwischen den Tragzonen 26 auch gleich oder unterschiedlich sein, wodurch die eingangs beschrieben Vorteile erzielt werden können.

Als Rotationskörper 24 kommen Trommeln mit zylindrischer Mantelfläche in Frage, bei denen die Tragzonen 26 und die Freizonen 28 durch Zonen gebildet sind, welche bewusst zum Tragen oder Übernehmen von Segmenten 11 ausgebildet sind, während die Freizonen 28 nicht dazu eingerichtet sind und auch als Passivzonen bezeichnet werden können. Ferner kommen als Rotationskörper 24 auch alle Körper in Frage, welche die Segmente 11 in einer Drehbewegung in den Übernahmestationen übernehmen, durch die Drehbewegung weiter in die Übergabestation transportieren und dort wie oben beschrieben abgeben.

Der Rotationskörper 24 kann auch als Rotor mit mehreren Rotorarmen ausgebildet sein, wobei ein oder jeder Rotorarm an seinen freien Enden eine Übernahmefläche aufweisen kann. Ferner kann ein oder jeder Rotorarm mit Vakuumkanälen versehen sein, welche in die freien Enden der Rotorarme und insbesondere in die daran angeordneten Übernahmeflächen münden können. Die Rotorarme des Rotors sind vorzugsweise in Richtung der Umlaufbahn des Rotors zueinander feststehend positioniert, insbesondere in ihrem Abstand in Richtung der Umlaufbahn zueinander fixiert, insbesondere in ihrem Abstand in Richtung der Umlaufbahn unveränderlich.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 weist die mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 eine linear verfahrbare Aufnahme 29 auf, welche die Stapel 16 in Richtung der Flächennormalen der Segmente 11 von der Entnahmeeinrichtung 17 abtransportiert. Die Abgabeeinrichtung 18 weist bevorzugt eine mittels einer Hubeinrichtung 30 linear verfahrbare Aufnahme 29 auf, wobei die Bewegung der Aufnahme 29 durch eine Aktivierung der Hubeinrichtung 30 ausgelöst und mittels einer Führungseinrichtung z. B. einer Führungsstange geführt wird. Die Aufnahme 29 ist zwischen einer Aufnahmestellung und einer Abgabestellung linear verfahrbar, wobei die Aufnahmestellung der Aufnahme 29 möglichst dicht zu der Übergabestation der Segmente 11 angeordnet ist, während die Abgabestellung der Aufnahme 29 einer entfernteren, der Abgabeeinrichtung 18 zugeordneten Position der Aufnahme 29 entspricht. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass die Entnahmeeinrichtung 17 und/oder die Aufnahme 29 der mindestens einen Abgabeeinrichtung 18 eine oder mehrere mit Unterdrück beaufschlagbare Vakuumleitungen aufweisen, welche durch Anlegen von Unterdrück die Übernahme der Segmente 11 durch die Entnahmeeinrichtung 17 von mindestens einer der Zuführeinrichtung 12, 13, 14 und/oder durch die mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 von der Entnahmeeinrichtung 17 und den Transport auf der Entnahmeeinrichtung 18 unterstützen. Die Vakuumleitungen können beispielsweise in Stegen 31 der Übernahmestempeln 25 vorgesehen sein, welche mit Unterdrück beaufschlagbar sind und mit ihren Öffnungen in die stirnseitigen Mantelfächen der Stege 31 und/oder der Übernahmestempel 25 münden, was beispielsweise in den Fig. 1 und Fig. 4 dargestellt ist. Ferner können auch in den Mantelflächen der Übergabetrommeln 23 entsprechende Öffnungen von mit Unterdrück beaufschlagbaren Vakuumleitungen vorgesehen sein. Die Segmente 11 werden dann durch das Anlegen von Unterdrück in den Vakuumleitungen an den Mantelflächen der Übergabetrommeln 23 gehalten und durch Abschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen der Übergabetrommel 23 und durch Anschalten des Unterdrucks in den Vakuumleitungen des die Übernahmestation durchlaufenden Übernahmestempels 25 von der Entnahmeeinrichtung 17 übernommen. Für die Bereitstellung eines Vakuums ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtung 10 mindestens eine Vakuumeinrichtung 34 zur Bereitstellung des Unterdrucks umfasst.

Weiter bevorzugt umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 eine Puffereinrichtung 32 zum verzögerten Bereitstellen der Segmente 11 und/oder eines Vorproduktes der Segmente 11 , wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten 11 umfassende Endlosbahn 19 ist. Die Segmente 11 liegen auf der Endlosbahn 19 hierzu regelmäßig noch nicht vereinzelt vor und werden weiter bevorzugt mittels einer nachgelagerten Schneideeinrichtung 20 zu separaten Segmenten 11 vereinzelt. Die Segmente 11 können hierzu beispielsweise auf einer Transportbahn transportiert werden. Die Puffereinrichtung 32 ist vorzugsweise dazu ausgebildet und eingerichtet, eine die Segmente 11 umfassende Materialbahn, die beispielsweise als Endlosbahn 19 ausgebildet ist, bei der Zuführung derart anzupassen, dass die Strecke der Zuführung veränderbar ist. Durch ein Anpassen der Strecke müssen die Segmente 11 beispielsweise eine längere Strecke zurücklegen, wodurch die Segmente 11 beispielsweise der Entnahmeeinrichtung 17 verzögert bereitstellbar sind, insbesondere sofern eine kontinuierliche Transportgeschwindigkeit gegeben ist. Bei einem Verkürzen der Strecke können die Segmente 11 der Zuführung entsprechend beschleunigt bereitgestellt werden. Weiter bevorzugt umfasst die Puffereinrichtung 32 einen Spannmechanismus, um bei (Endlos-)Bahnen 19 bzw. um bei (Endlos-)Bahnen 19 mit Segmenten 11 eine gewünschte Bahnspannung einzustellen. Die Puffereinrichtung 32 ist vorzugsweise als sogenannter „Tänzer“ ausgebildet und eingerichtet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 mindestens eine Teileinrichtung 33, ausgebildet und eingerichtet Segmente 11 mit einer vorgegebenen Beabstandung zueinander der Zellstapeleinrichtung 15 kontinuierlich bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Übergabetrommel 23 als Teileinrichtung 32 ausgebildet und eingerichtet. Der Vorteil der Teileinrichtung 33 ist darin zu sehen, dass die Zellstapeleinrichtungen 15 bzw. die Entnahmeeinrichtung 17 die Segmente 11 in Abhängigkeit der vorgegebenen Abfolge von jeweils einer der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernehmen soll. Um die Abfolge Synchron in Abhängigkeit der vorgesehenen Übernahmestempel 25 bereitzustellen, kann es zweckdienlich sein, die Segmente 11 in einer Beabstandung zueinander anzuordnen, damit die auszuführende Bewegung des Rotationskörpers 24 einen geringeren Komplexitätsgrad aufweist. Beispielsweise können die Segmente 11 einer ersten Zuführeinrichtung 12 in einer geringeren Stapelrate aufgestapelt werden, als die Segmente 11 einer zweiten Zuführeinrichtung 13. Damit kann die Förderrate der Zuführeinrichtungen 12, 13 entsprechend zueinander angepasst werden, und die Stapelrate kann gleichzeitig entsprechend gering für eine hohe Positionsgenauigkeit der aufgestapelten Segmente 11 und damit der Stapel 16 selbst ausgelegt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann bei jeder der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 vorzugsweise eine Teileinrichtung 33 aufweisen, damit die Segmente 11 mit einer hohen Förderrate in der Zuführeinrichtung 12, 13, 14 und einer gleichzeitig positionsgenauen Aufstapelung der Segmente 11 betrieben werden, da die Stapelrate der Segmente 11 in der Zellstapeleinrichtung 15 aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung erheblich niedriger sein kann als die Zuführrate der Segmente 11 in den Zuführeinrichtungen 12, 13, 14. Bei einer „Teilung“ der Materialbahnen/Endlosbahnen 19 oder der Segmente 11 wird also ein Abstand zwischen den geschnittenen Segmente 19 und/oder eine Verzögerung der Zufuhrgeschwindigkeit erzeugt, um anschließend eine Bereitstellung der Segmente 11 auf der Zellstapeleinrichtung 15 in einer bestimmten Abfolge sowie Geschwindigkeit auszubilden. Im Folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert. Das Verfahren dient zum Stapeln von Segmenten 11 von Energiezellen, umfassend die Schritte Zuführen von Segmenten 11 in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit mittels mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14, Übernahme der Segmente 11 von den mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 und Aufeinanderstapeln der Segmente 11 zu Stapeln 16 mittels mindestens einer Zellstapeleinrichtung 15, wobei die Segmente 11 mittels mindestens einer die Zellstapeleinrichtung 15 umfassenden Entnahmeeinrichtung 17 übernommen werden und an oder mittels mindestens einer Abgabeeinrichtung 18 abgegeben werden. Insbesondere in den Abbildungen der Fig. 3 ist der Vorgang der Stapelvorgang exemplarisch anhand zwei Zuführeinrichtungen 12, 13 dargestellt. Die Segmente 11 werden mittels der Zuführeinrichtungen 12, 13 bereitgestellt und durch die Entnahmeeinrichtung 17 einerseits übernommen und schließlich an die Abgabeeinrichtung 18 abgegeben.

Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Entnahmeeinrichtung 17 zu einer sich wiederholenden abwechselnden Bewegung aus einer Beschleunigung und einer Verzögerung angetrieben wird, und dass die Entnahmeeinrichtung 17 die Segmente 11 in der Zuführgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von einem der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernimmt, wobei die Entnahmeeinrichtung 17 die Segmente 11 jeweils in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 übergibt, um einen Stapel 16 in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten 11 der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 auszubilden und einzurichten. In der Abfolge der Fig. 3 befindet sich die Entnahmeeinrichtung 17 jeweils in der Abgabestellung bzw. bei der Übergabestation, wobei auf der ersten Abbildung durch die Übernahmestempel 25 jeweils noch kein Segment 11 aufgenommen worden ist. Auf der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung 12, 13 sind jeweils Segmente 11 angeordnet, die zur Übernahme durch die Entnahmeeinrichtung 17 bereitstehen. Auf der zweiten Abbildung der Fig. 3 befindet sich die Entnahmeeinrichtung 17 jeweils wieder in der Abgabestellung bzw. bei der Übergabestation, wobei mittels zwei der Übernahmestempel 25 jeweils ein Segment 11 von der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung 12, 13 übernommen worden sind, hierzu ist die Entnahmeeinrichtung 17 entlang der Umlaufrichtung rotiert, wobei jeweils die Segmente 11 durch die Übernahmestempel 25 aufgenommen worden sind. Die Entnahmeeinrichtung 17 wird vorzugsweise entsprechend der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 gesteuert und/oder geregelt, um eine Übernahme mittels der Übernahmestempel 25 auszubilden und einzurichten. Vorzugsweise erfolgt eine gleichzeitige Übernahme an Segmenten 11 von der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung 12, 13 es kann jedoch auch zweckdienlich sein, dass nur ein Segment 11 von der ersten oder der zweiten Zuführeinrichtung 13 übernommen wird, alternativ kann es zweckdienlich sein, dass kein Segment bei einer Rotation von einer der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernommen wird, was beispielsweise durch eine entsprechende Beabstandung zwischen den Segmenten bereitgestellt werden kann. In der dritten Abbildung der Fig. 3 befindet sich die Entnahmeeinrichtung 17 jeweils wieder in der Abgabestellung bzw. bei der Übergabestation, wobei mittels zwei der Übernahmestempel 25 jeweils erneut ein Segment 11 von der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung 12, 13 übernommen worden sind, hierzu ist die Entnahmeeinrichtung 17 entlang der Umlaufrichtung rotiert, wobei jeweils die Segmente 11 durch die Übernahmestempel 25 aufgenommen worden sind. Bei der ausgeführten Rotation hat die Entnahmeeinrichtung 17 die zuvor aufgenommenen Segmente 11 jeweils in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die Abgabeeinrichtung 18 übergeben/abgegeben, um einen Stapel 16 bei der Abgabeeinrichtung 18 auszubilden. Vorzugsweise werden die Stapel 16 in Richtung der Flächennormalen der Segmente 11 von der Entnahmeeinrichtung 17 mittels einer die mindestens eine Abgabeeinrichtung 18 aufweisenden linear verfahrbaren Aufnahme 29 abtransportiert. Zum Abgeben des entsprechenden Segmentes 11 führt weiter bevorzugt ein Ablagehebel der Abgabeeinrichtung eine lineare Hubbewegung in Radialrichtung der Entnahmeeinrichtung 17 aus und nimmt dabei das Segment 11 in Richtung seiner Flächennormalen mit. Dabei wirken aufgrund der Richtung der Abführbewegung des Segmentes 11 möglichst geringe Kräfte auf das Segment 11 , und es kann eine besonders sanfte Abführbewegung des Segmentes 11 realisiert werden. Die lineare Hubbewegung des Ablagehebels endet mit der Abgabe des Segmentes 11 in der Aufnahme 29 der Abgabeeinrichtung 18. Dabei ist der Hub der Hubbewegung des Ablagehebels so gesteuert, dass das Segment 11 möglichst ohne eine Fallbewegung und mit einer geringstmöglichen Druckkraft in der Aufnahme 29 abgelegt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 vorgesehen, die jeweils die Segmente 11 in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit zuführen, wobei die Segmente 11 in einer vorgegebenen Übernahmefolge von der Entnahmeeinrichtung 17 jeweils von einer der drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernommen werden, um einen Stapel 16 in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten 11 auszubilden und einzurichten. Der Stapelvorgang bei drei Zuführeinrich- tungen 12, 13, 14 erfolgt analog zu dem oben beschriebenen Vorgang, wobei jeweils die Segmente der drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 mittels der Entnahmeeinrichtung 17 übernommen und an die Abgabeeinrichtung 18 entsprechend abgegeben werden. In den Fig. 4 und Fig. 5 ist eine Vorrichtung 10 mit drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 abgebildet, mittels der das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend ausgeführt werden kann. In der Regel sind bei drei Zuführeinrichtungen komplexere Regelungs- und/oder Steuerungsoperationen vorgesehen, da die Entnahmeeinrichtung 17 und die damit auszuführenden Bewegungen entsprechend angepasst sein müssen.

Vorzugsweise weist die Entnahmeeinrichtung 17 eine steuerbare Antriebseinrichtung auf, welche derart gesteuert wird, dass die Entnahmeeinrichtung 17 zur Übernahme der Segmente 11 der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 beschleunigt und zur Abgabe der Segmente 11 an die Abgabeeinrichtung 18 verzögert wird. Bei der Steuerung mittels der Antriebseinrichtung ist insbesondere die gewünschte Abfolge der zu stapelnden Segmente 11 ausschlaggebend. Es kann beispielsweise eingestellt werden, in welcher Reihenfolge die Segmente 11 jeweils von welcher der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 übernommen werden sollen. Weiter bevorzugt kann darüber hinaus die Zuführgeschwindigkeit und/oder die Bereitstellung der Segmente mittels der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 gesteuert werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Entnahmeeinrichtung 17 durch einen drehbar angetriebenen Rotationskörper 24 gebildet ist, und die sich wiederholende abwechselnde Bewegung wird aus der Beschleunigung und Verzögerung durch eine beschleunigte und verzögerte Drehbewegung des Rotationskörpers 24 gebildet. Weiter bevorzugt umfasst der Rotationskörper 24 mindestens einen Übernahmestempel 25 zur Aufnahme der Segmente 11 , wobei bei zwei oder mehreren Übernahmestempeln 25 diese in gleichen Winkeln zueinander angeordnet sind, und dass der Rotationskörper 24 während eines Umlaufes entsprechend der Anzahl der Übernahmestempel 25 verzögert und beschleunigt wird.

Die Segmente 11 und/oder ein Vorprodukt der Segmente 16 können mittels mindestens einer die mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 umfassenden Puffereinrichtung 32 verzögert bereitgestellt werden, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten 11 umfassende Endlosbahn 19 ist. Weiter können die Segmente 11 und/oder ein Vorprodukt der Segmente 11 mittels mindestens einer die mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 umfassenden Schneideeinrichtung 20 geschnitten werden, wobei das Vorprodukt vorzugsweise eine Mehrzahl an Segmenten 11 umfassende Endlosbahn 19 ist. Sofern die Segmente 11 bereits vereinzelt, z. B. auf einer Transportbahn, bereitgestellt werden, ist in der Regel keine Schneideeinrichtung 20 mehr vorgesehen. In den gezeigten Ausführungsformen der Fig. 1 bis Fig. 5 umfasst jede der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 jeweils eine Schneideeinrichtung 20, um die Segmente 11 umfassenden Endlosbahnen 19 bedarfsweise zu schneiden. Weiter umfasst jede der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 jeweils eine Puffereinrichtung 32.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst mindestens eine der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 mindestens eine Übergabetrommel 23, damit die Segmente 11 an die Zellstapeleinrichtung 15 übergeben werden und/oder damit die Segmente 11 von der Puffereinrichtung 32 oder der Schneideeinrichtung 20 übernommen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Segmente 11 der Zellstapeleinrichtung 15 mittels mindestens einer die mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 umfassenden Teileinrichtung 33 mit einer vorgegebenen Beabstandung zueinander kontinuierlich bereitgestellt. Die Beabstandung bei den Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 kann beispielsweise ausgeführt werden, indem die zugeführten Segmente 11 bei der ersten Zuführeinrichtung 12 mittels der Teileinrichtung 33 in eine Anzahl B pro Zeiteinheit und bei der zweiten Zuführeinrichtung 13 in eine Anzahl C pro Zeiteinheit aufgespalten werden. Auf diese Weise werden die Segmente 11 der Zuführeinrichtungen 12, 13, insbesondere bei einer kontinuierlichen Transportgeschwindigkeit, jeweils beabstandet zueinander ausgebildet, damit diese beispielsweise mit dem vorgesehenen Abstand durch die Entnahmeeinrichtung 17 jeweils übernommen werden können. Eine Endlosbahn 19 aus ungeschnittenen Segmenten 11 oder ein Strom von Segmenten 11 kann mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden und die daraus geschnittenen Segmente 11 oder die Segmente 11 können online weiterverarbeitet und gestapelt werden. Ein hoher Strom an Segmenten 11 lässt sich zuverlässig und effektiv geordnet, quasi halte- und unterbrechungsfrei, weitertransportieren und dabei vorteilhaft mit gewünschten Abständen versehen. In dem Strom an Segmenten 11 mit der Anzahl B kann der Abstand zwischen zwei Segmenten 11 größer oder in etwa gleich der Länge eines Segments 11 ausgebildet sein. Ein in dem Strom an Segmenten 11 mit der Anzahl B ausgebildeter Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten 11 ermöglicht es, bei der nachfolgenden Übernahme mittels der Entnahmeeinrichtung 17 eine gewünschte Abfolge von Segmenten 11 zur Verfügung zu stellen, bei der der Abstand und ein damit einhergehendes Zeitintervall während eines Förderns des Stroms an Segmenten 11 für einen Zugriff auf ein Segment 11 genutzt werden kann. Bei einem in dem Strom an Segmenten 11 mit der Anzahl C ausgebildeter Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten 11 ist ebenfalls eine entsprechende Übernahme mittels der Entnahmeeinrichtung 17 gegeben. Die Teileinrichtung 33 unterstützt daher bevorzugt den Vorgang die Segmente 11 jeweils durch die Entnahmeeinrichtung 17 in der Zuführgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Übernahmefolge jeweils von einem der mindestens zwei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 zu übernehmen.

In den Fig. 6 und Fig. 7 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 dargestellt, wonach die Vorrichtung 10 drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 umfasst, jeweils zur Zuführung von Segmenten 11 in einer kontinuierlichen Zuführgeschwindigkeit ausgebildet und eingerichtet. Die Vorrichtung 10 in den Fig. 6 und Fig. 7 umfasst weiter eine Zellstapeleinrichtung 15, die zur Übernahme der Segmente 11 von den drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 und zum anschließenden Aufeinanderstapeln der Segmente 11 zu Stapeln 16 mittels drei die Zellstapeleinrichtung 15 weiter umfassenden Entnahmeeinrichtungen 17 ausgebildet und eingerichtet ist. Derartige bevorzugte Ausführungsformen können auch mehr als drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 und/oder mehr als drei Entnahmeeinrichtungen 17 umfassen, in einer weiteren besonders bevorzugten - in den Figuren nicht gezeigten - Ausführungsform ist insbesondere eine Vorrichtung 10 mit vier Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 und/oder vier Entnahmeeinrichtungen 17 zweckdienlich, um jeweils vier Materialbahnen 19 oder Segmente 11 der oder den Zellstapeleinrichtung/en 15 bzw. den Entnahmeeinrichtungen 17 zuzuführen.

Insbesondere in der Fig. 7 ist der Vorgang der Zufuhr der Segmente 11 zu der Zellstapeleinrichtung 15 im Detail gezeigt. Die exemplarische Drehrichtung der Trommeln ist durch entsprechend eingezeichnete Pfeile in den jeweiligen Trommeln verdeutlicht. In den Fig. 6 und Fig. 7 werden mittels der Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 jeweils Materialbahnen 19, die vorzugsweise als Endlosbahnen vorliegen, zugeführt, die mittels der Zellstapeleinrichtung 15 vorgelagerten Schneideeinrichtungen 20 zu Segmenten 11 schneidbar sind. Die Schneideeinrichtungen 20 sind in den Fig. 6 und Fig. 7 jeweils durch ein Schneidmittel 21 und eine Gegentrommel 22 ausgebildet und schneiden die auf der Gegentrommel 22 geführte Materialbahn 19, die bevorzugt als Endlosbahn 19 vorliegt, in Segmente 11 einer vorbestimmten Länge, welche durch den Schneidvor- gang und/oder das entsprechende Schneidmittel 21 definiert ist. Ausgehend von der Schneideeinrichtung 20 werden die geschnittenen Segmente 11 mittels der entsprechenden Zuführeinrichtung 12, 13, 14 zugeführt. Die Gegentrommel 22 fungiert weiter bevorzugt gleichzeitig als Transporttrommel, um die Segmente 11 und/oder die Segmente 11 enthaltenden Endlosbahnen 19 in Transportrichtung zu transportieren.

Die Segmente 11 sind in der bevorzugten Ausführungsform durch die Schneideeinrichtung 20 zunächst in Segmente 11 geschnitten worden. Vorzugsweise handelt es sich bei den Materialbahnen 19 jeweils um eine Separatormaterialbahn, eine Anodenmaterialbahn und eine Kathodenmaterialbahn, die jeweils zu Segmenten 11 mittels der Schneideeinrichtung 20 geschnitten werden, so dass bevorzugt mittels der Zellstapeleinrichtung 15 Separator-, Anoden- und Kathodenblätter zu Stapeln 16 stapelbar sind.

Die Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 weisen in den Fig. 6 und Fig. 7 darüber hinaus jeweils eine Übergabetrommel 23 auf, die ausgebildet und eingerichtet ist, die Segmente 11 an die Zellstapeleinrichtung 15 zu übergeben. In der Ausführungsform ist die Übergabetrommel 23 und die Gegentrommel 22 als eine einzige Trommel ausgebildet, so dass Synergieeffekte bestmöglich genutzt werden können. Mittels der Übergabetrommel 23 sind die geschnittenen Segmente 11 an eine die Zellstapeleinrichtung 15 weiter umfassende Sammeltrommel 35 übergebbar, die ausgebildet und eingerichtet ist, die von den drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 zugeführten Segmente 11 von den Übergabetrommeln 23 zu übernehmen. Die Sammeltrommel 35 wiederum übergibt die Segmente 11 an einen Trommellauf 36 mit mehreren Verteiltrommeln 37, an denen die Segmente 11 z. B. durch Unterdrück gehalten werden. Die die Zellstapeleinrichtung 15 umfassenden Verteiltrommeln 37 sind zum Verteilen der Segmente 11 ausgebildet und eingerichtet, um diese jeweils durch die Entnahmeeinrichtung 17 in einer vorgegebenen Übernahmefolge durch die entsprechenden Übernahmestempel 25 zu übernehmen. Hierzu führt die Entnahmeeinrichtung 17 eine sich wiederholende abwechselnde Bewegung aus einer Beschleunigung und einer Verzögerung aus, um einerseits die vorgegebenen Segmente 11 positionsgenau von der Verteiltrommel 37 zu übernehmen und anschließend in einer verzögerten Bewegung oder in einem Stillstand an die entsprechende Abgabeeinrichtung 18 zu übergeben. Durch den Trommellauf 36 ist eine Verteilung der Segmente 11 der drei Zuführeinrichtungen 12, 13, 14 gegeben, wodurch mittels jeder der Entnahmeeinrichtungen 17 ein Stapel 16 in einer vorgegebenen Abfolge aus Segmenten 11 ausbildbar ist. Vorzugsweise erzeugt jede der Entnahmeeinrichtungen 17 einen Stapel 16 an Segmenten 11 mit einer gleichen Abfolge, wobei weiter bevorzugt jeweils jedes zweite übernommene Segment 11 ein Separatorblatt ist und ein Anoden- oder Kathodenblatt jeweils alternierend dazwischen übernehmbar ist. Weiter bevorzugt werden Separatorblätter auf der Sammeltrommel 35 zumindest in der doppelten Anzahl wie Anoden- oder Kathodenblätter bzw. in Summe zumindest in der gleichen Anzahl zugeführt. Die Zuführgeschwindigkeit der die Separator-Segmente 11 zuzuführenden Zuführeinrichtung 12, 13, 14 ist beispielsweise schneller als die Zuführgeschwindigkeit der die Anoden- oder Kathoden-Segmente 11 zuzuführenden Zuführeinrichtung 12, 13, 14. Weiter bevorzugt sind Segmente 11 auf den vorgesehenen Trommeln bzw. auf den vorgesehenen Einrichtungen durch Unterdrück jeweils zumin- dest zeitweise haltbar.