Isolierverpackungstechnik für Batteriezellen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Technik zum Aufbringen einer Isolierverpackung auf einer Batteriezelle, insbesondere im Bereich der automatisierten Produktion und/oder

Verpackung von Batteriemodulen, insbesondere für

elektrische Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge, also für Fahrzeuge mit einem zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrantrieb und für stationäre

Batteriespeicher. Solche Batteriemodule weisen

Kapazitäten von mehreren Kilowattstunden (kWh)

insbesondere mehr als 10 Kilowattstunden auf.

In den Batteriemodulen werden in der Regel mehrere

Batteriezellen bei einer hohen Packungsdichte

nebeneinander oder übereinander angeordnet und an ihren Anschlüssen ggf. untereinander verbunden, wobei

Ausgangsspannungen im Bereich von mehreren 100V möglich sind. Die Batteriezellen weisen ein Gehäuse auf, das aus einem elektrisch leitenden Material bestehen kann, beispielsweise ein tiefgezogenes Aluminiumgehäuse.

Speziell bei den vorgenannten Batteriemodulen bzw.

Batteriezellen ist eine gute elektrische Isolierung zwischen den einzelnen Zellen und ggf. umgebenden

Bauteilen erforderlich. Die Batteriemodule können aufgrund des Einbaus im Fahrzeug während ihrer

Lebensdauer hohen klimatischen sowie mechanischen

Einflüssen bzw. Beanspruchungen ausgesetzt sein. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

Isolierverpackungstechnik aufzuzeigen, die in einem teil- oder vollautomatisierten Herstellungsprozess umsetzbar ist und den oben genannten Anforderungen gerecht wird. Die Isolierverpackungstechnik umfasst zumindest ein

Verpackungsverfahren, eine Batteriezelle mit einer

Isolierverpackung sowie eine Isolierverpackungsstat ion .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird vereinfachend davon ausgegangen, dass eine Batteriezelle im

Wesentlichen eine Quaderform aufweist, wobei die

Anschlüsse der Zelle auf einer gemeinsamen Außenseite angeordnet sind. Ferner wird vereinfachend davon

ausgegangen, dass mehrere Batteriezellen in einer Reihen ^¬ oder Matrixanordnung nebeneinander in einen

Batterieträger eingesetzt werden, wobei es ggfs. zu einem direkten Kontakt zwischen zwei oder mehr Batteriezellen kommen kann. Die nachfolgende Beschreibung sowie die Darstellungen in den Zeichnungen sind nicht auf eine solche Ausbildung beschränkt. Die

Isolierverpackungstechnik kann vielmehr auf beliebige andere Formen von Batteriezellen und deren relative

Anordnungen in einem Batteriemodul angewendet werden. Innerhalb einer Isolierverpackung können ein oder mehrere Ausschnitte oder Freilassungen vorhanden sein, an denen ein oder mehrere Anschlüsse einer Batteriezelle

hindurchragen können.

Die Isolierverpackung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird aus einem selbstklebenden und flexiblen

Isoliermaterial gebildet, das beispielsweise in Form eines Bandes oder einer Folie vorliegt. Hieraus wird ein Isoliermaterial-Zuschnitt gebildet, der in einem ein- oder mehrstufigen Verfahren an dem Gehäuse einer

Batteriezelle haftend angelegt und an die jeweils zu bedeckenden Seiten des Gehäuses angefalzt wird. Die

Isolierverpackung bedeckt bevorzugt zumindest eine den Batterieanschlüssen entgegengesetzte Seite (Unterseite) sowie die angrenzenden Umfangsseiten des Gehäuses

(insbesondere Seiten- und Stirnflächen) . Die

Isolierverpackung kann zusätzlich einen Teil der

Gehäuseoberseite abdecken, an welcher die

Batterieanschlüsse angeordnet sind. Die vorgenannten Definitionen der „Unterseite", der „Seiten- und

Stirnflächen" sowie der „Oberseite" in Abhängigkeit von den Batterieanschlüssen sind rein exemplarisch gewählt, um die Beschreibung der Verpackungstechnik zu

vereinfachen. Sie drücken keine Festlegung hinsichtlich der Raumorientierung der Batteriezelle während der Verpackung oder im Einbauzustand aus. Sie beziehen sich exemplarisch auf einen quaderförmigen Körper als

Grundform einer Batteriezelle und können beliebig an andere Grundformen angepasst sein.

Die vorgenannte Isolierverpackung hat mehrere Vorteile. Durch die Verwendung eines selbstklebenden Materials haftet die Isolierverpackung dauerhaft an den zu

isolierenden Teilen des Gehäuses an. Zwischen der

Gehäuseoberfläche und dem Isoliermaterial können sich somit keine Gasansammlungen bilden und es wird

insbesondere die Bildung von Kondensat zwischen dem Batteriegehäuse und dem Isoliermaterial vermieden. Wenn eine Batteriezelle durch äußere Einwirkungen relativ zu einer angrenzenden Batteriezelle oder einem anderen angrenzenden Objekt bewegt wird, was ggf. unter äußerer Krafteinwirkung und Flächenpressung erfolgen kann, wird durch das Anhaften der Isolierverpackung an der

Batteriezelle sichergestellt, dass ein durch das Scheuern bedingter Abrieb nur an der Außenseite der

Isolierverpackung auftreten kann, wo eine entsprechend belastbare Materialoberfläche gezielt vorsehbar ist bzw. vorgesehen ist. Eine Lageverformung des Isoliermaterials und insbesondere ein Auffalten, Aufkrempeln oder

Umschlagen des Materials können vermieden werden. Somit bietet die vorgeschlagene Isolierverpackung eine hohe Beständigkeit der Isolierung gegen mechanische und klimatische Einflüsse bzw. Beanspruchungen.

Das Isolierband bzw. die Isolierfolie kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein. Als Isoliermaterial können - insbesondere in der außenseitigen Randschicht - hochbelastbare und thermisch sowie chemisch beständige Kunststoffe verwendet werden. Diese Kunststoffe sind in ihrer Lebensdauer und mechanischen Widerstandsfähigkeit (insbesondere Elastizität und Bruchzähigkeit) den sonst verwendeten Isolierlacken überlegen und sie weisen gleichzeitig eine geringe Materialdicke auf. Da die Isolierverpackung haftend am Gehäuse der

Batteriezelle anliegt, ist eine isolierte Batteriezelle im weiteren Fertigungsprozess eines Batteriemoduls einfach und unkompliziert zu handhaben. Es bedarf keiner besonderen mechanischen Schutzvorkehrungen bei der

Lagerung und während des Einbaus, was die Transport-, Lager- und Fertigungskosten senkt. Ferner sind die Zellen im Falle eines Defekts leicht einzeln auswechselbar. Auch hierbei wirkt sich das Anhaften der Isolierung positiv aus, da infolge der hohen mechanischen Belastbarkeit eine geringere Gefahr für versehentliche Beschädigungen der Isolierung und eine damit einhergehende geringere

Stromschlaggefahr für das Fachpersonal besteht.

Je nach Aufbau eines Batteriemoduls können bestimmte Seiten des Gehäuses einer Batteriezelle besonders hohen Belastungen ausgesetzt sein. Dies können insbesondere die Unterseite und/oder die Umfangseiten des Gehäuses sein, an denen direkt benachbart eine weitere Batteriezelle angrenzt, d.h. die Seiten der Batteriezelle, an denen sich in der Regel keine Batteriekontakte befinden. Die Isolierverpackung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann aus zwei oder mehr überlagert aufgebrachten

Isoliermaterial-Zuschnitten gebildet sein, beispielsweise um solche besonders belasteten Seiten mit einer

zusätzlichen Isolierschicht zu versehen. Dabei kann jeweils eine äußere Isoliermaterialschicht haftend auf einer zuvor oder gleichzeitig aufgebrachten inneren

Isoliermaterialschicht anliegen. Die beiden

Isoliermaterialschichten können dabei aus denselben oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Ferner kann die Isolierverpackungstechnik gemäß der vorliegenden Offenbarung mit anderen Isoliertechniken kombiniert werden, bspw. mit dem Aufbringen eines Isolierlackes auf dem Gehäuse oder dem zusätzlichen Aufbringen einer nicht anhaftenden Folienverpackung, insbesondere einer

Folienhaube oder einer Folienbinde. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Verpackungsverfahren zum automatisierten Aufbringen einer offenbarungsgemäßen Isolierverpackung, eine

Bereitstellungsvorrichtung zur Bereitstellung eines Isoliermaterialzuschnitts sowie eine zugehörige

Isolierverpackungsstation mit verschiedenen

Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1: eine Draufsicht auf eine

Isolierverpackungsstation gemäß einer ersten Ausführungsvariante;

Figuren 2 und 3: Detaildarstellungen einer

Bereitstellungsvorrichtung sowie einer Beschneidungsstation in Schrägansicht;

Figuren 4 und 5: perspektivische Darstellungen von zwei

Prozessschritten innerhalb eines

Verpackungsverfahrens gemäß einer ersten AusführungsVariante;

Figur 6: eine schematische Seitenansicht einer

Bereitstellungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsvariante;

Figur 7: eine Vergleichsdarstellung eines

Isoliermaterial-Zuschnitts im

bereitgestellten sowie im auf ein

Batteriegehäuse teilweise aufgefalzten Zustand;

Figuren 8 und 9: schematische Seitenansichten eines

aktiven Falztischs zum Anfalzen eines Isoliermaterial-Zuschnitts an ein

Batteriezellengehäuse; Figur 10: eine Seitenansicht auf eine

Bereitstellungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante;

Figuren 11 und 12: perspektivische Darstellungen von

Prozessschritten in einem

Verpackungsverfahren gemäß einer zweiten AusführungsVariante;

Figuren 13 bis 15: Erläuterungsdarstellungen für ein

Verfahren zum Bereitstellen einer

Zusat zVerpackung in Form einer Haube oder eines halboffenen Kartons.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 9 wird nachfolgend ein durch eine Isolierverpackungsstation (1) ausgeführtes Verpackungsverfahren erläutert. Weiter unten wird eine dazu alternative bzw. ergänzende zweite

Ausführungsvariante dargestellt.

Die Isolierverpackungsstation (1) gemäß Figur 1 umfasst eine Bereitstellungsvorrichtung (9) zur Bereitstellung eines Isoliermaterial-Zuschnitts (31), ggf. eine

zusätzliche Beschneidungsstation (14) sowie einen

Falztisch (18). Die Isolierverpackungsstation (1) umfasst ferner bevorzugt einen oder mehrere Manipulatoren (5,6) für die Durchführung von Handhabungstätigkeiten innerhalb eines Verpackungsverfahrens. Die Manipulatoren können beliebig ausgebildet sein. In dem erläuterten Beispiel sind zwei Manipulatoren (5, 6) vorgesehen, welche jeweils als mehrachsige Gelenkarmroboter ausgebildet sind und ein oder mehrere an einer Roboterhand angeordnete Werkzeuge tragen. Die Gelenkarmroboter weisen bevorzugt fünf, sechs oder sieben separat steuerbare Bewegungsachsen auf.

Der in Figur 1 links dargestellte erste Manipulator (5) trägt ein Handhabungswerkzeug (13) zum Aufnehmen, Bewegen und ggfs. Ablegen eines Isoliermaterial-Zuschnitts (31) und/oder eines Isoliermaterial-Bandes, insbesondere eines abzuziehenden Bandendes.

Der in Figur 1 rechts dargestellte Manipulator (6) trägt ein GreifWerkzeug (17) zum Aufnehmen und Führen zumindest einer Batteriezelle (2) . Das GreifWerkzeug (17) ist dazu ausgebildet, eine Batteriezelle (2) im Bereich der

Oberseite, d.h. der von der Isolierverpackung (4) frei zu lassenden Anschlüsse (50) aufzunehmen. Alternativ kann eine andere Greiftechnik vorgesehen sein, die eine

Batteriezelle an anderer Stelle bzw. anderen

Angriffspunkten aufnimmt. Die Batteriezelle kann

beispielsweise mittels Magnetkraft oder durch einen

Sauggreifer aufgenommen und bewegt werden.

Eine Batteriezelle (2) kann elektrische Anschlüsse (50) sowie ggfs. Anschlüsse für die Zuführung eines

Elektrolyts etc. haben. Diese Anschlüsse können auf mehreren Seiten des Gehäuses der Batteriezelle (2) angeordnet sein. Die gemeinsame Anordnung aller

Anschlüsse auf einer Seite (hier Oberseite genannt) , begünstigt das Aufbringen einer gut isolierenden und belastbaren Isolierverpackung und stellt eine bevorzugte Ausführung dar. In dem Verpackungsprozess können die Batteriezellen (2) auf beliebige Weise zugeführt und nach dem Aufbringen der Isolierverpackung (4) wieder abgeführt werden. In Figur 1 sind beispielhaft eine Batteriezellenbereitstellung (7) und eine Batteriezellenablage (8) in Form von Magazinen dargestellt. Alternativ kann eine direkte Ablage von mit einer Isolierverpackung (4) versehenen Batteriezellen (4) in einen Modulträger zur Bildung eines Batteriemoduls erfolgen . Die manipulatorgeführten Werkzeuge (13,17) können

beliebig ausgebildet sein. Sie können aktive Komponenten wie beispielsweise Saug- oder Greifmittel aufweisen, die über eigenständige Antriebe oder externe Medien- oder Energiezufuhren versorgt werden. Alternativ können Sie mit von den Manipulatoren bereitgestellten Medien oder Energieleitungen versorgt werden. Eine Ansteuerung der Saug- oder Greifmittel erfolgt bevorzugt über eine

Manipulator- oder Stationssteuerung.

Figur 2 zeigt eine Bereitstellungsvorrichtung (9) zur Bereitstellung eines Isoliermaterial-Zuschnitts (31) gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante. Die

Bereitstellungsvorrichtung (9) weist eine Bandzuführung (22) mit einem Bandspeicher (27) (hier nicht dargestellt) auf. Sie verfügt ferner über einen Vorlagebereich (30), einen Auslagebereich (11) und eine Ablängvorrichtung (10) .

Im Weiteren wird beispielhaft davon ausgegangen, dass ein Isoliermaterial in Form eines selbstklebenden Bandes verarbeitet wird, das auf Rollen oder Coils gespeichert ist und von diesen während des Verpackungsprozesses abgezogen, abgelängt und als Zuschnitte bereitgestellt wird. Alternativ kann ein Isoliermaterial in Form von vorabgelängten Bandstreifen zugeführt und abgelängt werden. Wiederum alternativ können bereits vorgefertigte Isoliermaterial-Zuschnitte verwendet werden.

Auf dem Vorlagebereich (30) ist in Figur 2 ein Ende des Isoliermaterialbandes gehalten, das von der Bandzuführung (22) her abziehbar ist. Das Bandende kann auf beliebige Weise an dem Vorlagebereich gehalten, insbesondere für eine Aufnahme durch den Manipulator (5) vorgehalten werden. Bevorzugt sind dort Haltemittel in Form von einer oder mehreren Saugflächen (12) vorgesehen.

Das Bandende kann grundsätzlich auf beliebige Weise von dem Vorlagebereich (30) zum Auslagebereich (11) gefördert bzw. abgezogen werden. Hierfür kann beispielsweise eine separate Förder- bzw. Abzugvorrichtung vorgesehen sein. Bei dem hier erläuterten Beispiel wird das Abziehen des Bandendes vom Vorlagebereich (30) zum Auslagebereich (11) durch das vom Manipulator (5) geführte

Handhabungswerkzeug (13) und eine entsprechend gesteuerte Bewegung des Manipulators (5) bewirkt, sodass auf eine separate Abzugvorrichtung verzichtet werden kann.

Wie aus einem Vergleich der Figuren 2, 4 und 6

hervorgeht, weisen der Vorlagebereich (30) und der

Auslagebereich (11) jeweils eine zu dem

Handhabungswerkzeug (13) korrespondierende Formgebung auf. Der Vorlagebereich (30) und/oder der Auslagebereich (11) sind durch zueinander beabstandete Stege (23) gebildet. An diesen Stegen (23) können die vorerwähnten Haltemittel, insbesondere die Saugflächen (12) vorgesehen sein .

Das bevorzugt als Sauggreifer ausgebildete

Handhabungswerkzeug (13) weist einen Haltebereich mit einem kammförmigen Aufbau (24) auf. Der kammförmige

Aufbau (24) ist insbesondere komplementär zu den Stegen (23) des Vorlage- und/oder Auslagebereichs (11)

ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel ist die

komplementäre Ausbildung derart, dass die Streben des Kamms (24) auf solche Abstände zueinander gesetzt sind, dass sie zwischen den Stegen (23) des Vorlage- und/oder Auslagebereichs (30,11) hindurchgreifen können. Eine komplementäre Ausbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorlagebereich (30) bzw. ein Auslagebereich (11) bei koplanarer (koplanar = parallel und in einer gemeinsamen Ebene) Anordnung mit dem Haltebereich des

Handhabungswerkzeugs (13) eine gemeinsame Fläche bildet.

Das Hindurchgreifen der Streben des Kamms (24) durch die Stege (23) wird unter Bezugnahme auf Figur 6 erläutert. Dort sind die Streben des Kamms (24) sowie die Stege (23) im Schnitt dargestellt. Das Handhabungswerkzeug (13) ist in drei Positionen (I, II, III) dargestellt.

In der Position (I) befindet sich das Handhabungswerkzeug (13) direkt unterhalb des Vorlagebereichs (30) . Auf dem Vorlagebereich (30) wird (wie beispielhaft in Figur 2 dargestellt) ein Bandende des Isoliermaterials gehalten. Die Streben des Kamms (24) können bei einer

Aufwärtsbewegung des Handhabungswerkzeugs (13) zwischen den Stegen (23) hindurch greifen und zur Anlage mit dem Isolierband gebracht werden. Wenn die Streben des Kamms (24) mit den Stegen (23) koplanar ausgerichtet sind, bilden das Handhabungswerkzeug (13) und der

Vorlagebereich (30) eine gemeinsame Fläche.

Durch Deaktivieren der Haltemittel am Vorlagebereich (30) und Aktivieren der Haltemittel, insbesondere Saugmittel, am Handhabungswerkzeug (13) kann das Bandende durch das Handhabungswerkzeug (13) aufgenommen werden. Das

Handhabungswerkzeug (13) kann unter Mitnahme des

Bandendes über die Position (II) hinweg zur Position (III) bewegt werden. Während dieser Bewegung wird das Isoliermaterial weitergezogen und insbesondere aus der Bandzuführung (22) freigegeben bzw. abgezogen. Die Bandzuführung (22) kann beliebig ausgebildet sein. In dem dargestellten Beispiel weist sie einen Bandspeicher (27) in Form eines Folienspeichers bzw. Coils auf. Das Band wird von dem Folienspeicher über eine

Spannvorrichtung (28) (auch Tänzer genannt) und ggf. eine oder mehrere Umlenkrollen (29) zum Vorlagebereich (30) geführt. Durch die Spannvorrichtung (28) wird eine

Bandschlaufe gebildet, die bei dem Transport des

Bandendes vom Vorlagebereich (30) zum Auslagebereich (11) unter Freigabe der benötigten Materiallänge verkürzt werden kann. Wenn das freie Bandende am Vorlagebereich

(30) fixiert ist, kann die Bandschlaufe durch Anheben der Spannvorrichtung (28) vergrößert werden, um weiteres Bandmaterial von der Rolle (27) abzuziehen. Dies kann ggfs. langsam und kontrolliert erfolgen. Bei der

Übernahme des Bandendes durch das Handhabungswerkzeug (13) und der Weiterbewegung zum Auslagebereich (11) kann die benötigte Bandlänge bevorzugt rein aus der Verkürzung der Bandschlaufe und gleichzeitiger Absenkung der

Spannvorrichtung (28) erfolgen, sodass diese Bewegung vergleichsweise schnell und bei geringen Zugkräften erfolgen kann. Somit können das Abwickeln des Bandes vom Folienspeicher (27) und das abziehen aus der Bandschlaufe in zeitlich getrennten Takten erfolgen. Einem

unerwünschten Verrutschen des Bandendes gegenüber dem Handhabungswerkzeug wird somit vorgebeugt. Ferner kann bei einem etwaigen Verrutschen des Bandendes auf dem Vorlagebereich (30) während des Abwickeins durch das Ansetzen und die Bewegung des Handhabungswerkzeugs (13) nachgesteuert werden. An dem Vorlagebereich (30) und/oder dem Handhabungswerkzeug (13) können geeignete Messmittel vorgesehen sein, um eine Lage des Bandendes zu bestimmen.

Zwischen dem Vorlagebereich (30) und dem Auslagebereich (11) ist eine Ablängvorrichtung (10) vorgesehen. Durch die Ablängvorrichtung (10) wird ein Teil des Bandendes abgetrennt und als Isoliermaterial-Zuschnitt (31) an dem Auslagebereich (11) bereitgestellt. Das Ablängen kann nach oder während der Bewegung des Bandendes vom

Vorlagebereich (30) zum Auslagebereich (11) erfolgen. Die Ablängvorrichtung (10) ist in den dargestellten

Beispielen durch einen Zuschnittmesser (20) gebildet, das gegebenenfalls mit einer Gegenfläche (21) zusammenwirkt. Alternativ kann eine beliebige andere Ausbildung einer Ablängvorrichtung (10) vorgesehen sein, beispielsweise als Stanzwerkzeug, das parallel oder zusätzlich zum

Ablängen Ausschnitte (50) im Isoliermaterial-Zuschnitt (31) erzeugt. Weiter unten werden weitere Ausführungsmöglichkeiten für das Ablängen und

Ausschneiden beschrieben, die in beliebiger Weise

vorrichtungs- und prozesstechnisch kombinierbar sind.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante (nicht dargestellt) kann eine Bereitstellungsvorrichtung (9) ohne einen separaten Auslagebereich (11) auskommen. Ein Ablängen des Bandendes zur Bildung eines Isoliermaterial- Zuschnittes (31) kann dann in der in Figur 6 als Position (III) dargestellten Haltung des Handhabungswerkzeuges (13) durchgeführt werden, wobei das Bandende bevorzugt von dem Handhabungswerkzeug (13) gegenüber dem

Vorlagebereich (30) unter Zug gehalten bzw. gespannt wird .

Ein abgelängter Isoliermaterial-Zuschnitt (31) kann durch das Handhabungswerkzeug (13) bedarfsweise zu einer

Beschneidungsstation (14) bewegt werden. In Figur 3 ist eine bevorzugte Ausführungsvariante einer solchen

Beschneidungsstation (14) dargestellt, die hier als separate Station ausgebildet ist. An der

Beschneidungsstation (14) kann der Isoliermaterial- Zuschnitt (31) mit Ausschnitten (50) versehen werden, um in dem Zuschnitt (31) separat anfalzbare Flächenbereiche (32, 33, 34, 35) zu bilden. Die Beschneidungsstation (14) kann hierfür ein oder mehrere geeignete

Ausschnittwerkzeuge (15) und gegebenenfalls zugehörige Antriebe (16) aufweisen. Die Ausschnittwerkzeuge (15) sind besonders bevorzugt als Stanzwerkzeuge mit einem beweglichen Stempel und einer zugehörigen Matrize

ausgebildet. Alternativ können beliebige andere

Ausschnittwerkzeuge vorgesehen sein. Die beschriebenen Ausschnittwerkzeuge können alternativ oder zusätzlich an der Bereitstellungsvorrichtung (9) vorgesehen sein und parallel oder zeitlich vor bzw. nach dem Ablängen

betätigt werden. Die Ausschnitte (50) können beispielsweise die in Figur 7 als schraffierte Flächen dargestellte Form haben. Sie dienen bevorzugt dazu, innerhalb des Isoliermaterial- Zuschnitts (31) vorzusehende Teilbereiche zu bilden.

Alternativ kann eine beliebige andere Form von

Ausschnitten und separat anfalzbaren Flächenbereichen (32, 33, 34, 35) gebildet sein. Die Form des

Isoliermaterial-Zuschnittes (31), der Flächenbereiche (32, 33, 34, 35) sowie der Ausschnitte (50) kann

insbesondere in Abhängigkeit von der Form und Größe des Gehäuses (3) einer zu verpackenden Batteriezelle (2) sowie der zu bedeckenden Flächen gewählt sein.

Bei dem in Figur 7 gezeigten Beispiel weist der Zuschnitt (31) eine erste Teilfläche (33) auf, die im Wesentlichen das Zentrum des Zuschnitts (31) bildet und auf der

Bodenfläche des Gehäuses (3) zu platzieren ist. Daran schließen sich oben und unten zwei Teilflächen (32) an, die für die Bedeckung der (Haupt-) Seitenflächen des Gehäuses (3) vorgesehen sind, an denen im Batteriemodul weitere Batteriezellen angrenzen können. An diese

Teilflächen (32) schließen sich wiederum jeweils zwei links und rechts angrenzende Teilflächen (34) an, welche jeweils zum Bedecken der Stirnflächen (Neben- Seitenflächen) des Gehäuses (3) vorgesehen sind. Darüber hinaus können ein oder mehrere Randfalze (35) vorgesehen sein, die eine zusätzliche Isolierung von Stoß- oder Falzkanten bewirken.

Eine Batteriezelle (2) wird bevorzugt durch einen

Manipulator (5, 6) aufgenommen und an den Isoliermaterial- Zuschnitt angesetzt. Dies kann auf unterschiedliche Weise und an unterschiedlichen Orten geschehen.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante kann die

Batteriezelle (2) auf einen Isoliermaterial-Zuschnitt (31) haftend angelegt werden, während dieser auf dem Handhabungswerkzeug (13) gehalten ist. Das

Handhabungswerkzeug (13) kann dabei insbesondere neben einem Falztisch (18) positioniert sein (vgl. Figur 4) . Die Batteriezelle (2) kann sodann unter Mitnahme des Isoliermaterial-Zuschnittes (31) auf den Falztisch (18) bewegt werden.

Figur 4 zeigt einen Zustand, direkt nachdem eine

Batteriezelle (2) auf einen auf dem Handhabungswerkzeug (13) gehaltenen Isoliermaterial-Zuschnitt angesetzt worden ist. Anschließend wurde die Batteriezelle (2) unter Mitnahme des Zuschnittes (31) in die gezeigte

Position auf dem Falztisch (18) bewegt.

Der Falztisch (18) ist in dem hier erläuterten Beispiel bevorzugt als aktiver Falztisch ausgebildet und weist ein oder mehrere Falzmittel auf, durch die ein oder mehrere Teilbereiche (32,34,35) des Zuschnittes (31) an das Gehäuse anfalzbar sind. Diese Falzmittel können

insbesondere an oder mit Bezug zur Auflageoberfläche des Falztisches (18) unterhalb der Einführöffnung (25) angeordnet sein und ggfs. über eigene oder abgeleitete Antriebe oder elastische Zustellmittel verfügen.

Insbesondere kann eine Einführöffnung (25) randseitig ein oder mehrere Falzkanten (26) aufweisen, wobei unterhalb der Einführöffnung (25) (aktive) Falzrollen (36) und/oder Falzspatel (37) vorgesehen sind.

Figur 5 zeigt eine Positionierung eines Gehäuses (3) einer Batteriezelle (2) direkt über einer Einführung (25) des Falztisches (18). An der Unterseite (33) des Gehäuses (3) ist ein Isolierband-Zuschnitt (31) haftend angelegt. In den Figuren 8 und 9 wird ein Anfalzen der Teilbereiche (32) für die Haupt-Seitenflächen des Gehäuses (3) sowie der zur Oberseite hin anschließenden Randfalze (35) erläutert (vgl. Zuschnitt-Darstellungen in Figur 7) . Wenn die Batteriezelle (2) in die Einführöffnung (25) bewegt wird, werden die nach außen hin überstehenden Teilflächen (32) des Isoliermaterial-Zuschnittes (31) über die Falzkanten (26) zurückgehalten, so dass sich diese relativ zur Bodenfläche (33) des Gehäuses (3) bzw. entgegen der Haupt-Seitenflächen aufrichten. Bei einer Weiterführung der Bewegung kann das Anfalzen

gegebenenfalls durch Anpressrollen (36) und/oder

anlegbare Falzspatel unterstützt werden. Die

Anpressrollen (36) unterstützen insbesondere ein

vollflächiges und möglichst blasenfreies Anfalzen des

Isoliermaterials auf die Seitenflächen des Gehäuses (3) . Durch die Falzspatel (37) können beispielsweise Randfalze (35) um die Oberseite des Gehäuses (3) gelegt und

gegebenenfalls auf der Oberseite angedrückt werden. An der Oberfläche des Falztisches (18) können ggfs. Haltemittel, insbesondere Saugflächen, vorgesehen sein. Diese Haltemittel können die anzufalzenden Teilbereiche (34,35) des Zuschnitts (31) während der Eintauchbewegung der Batteriezelle in die Einführöffnung (25) gespannt halten, wodurch ein kontrolliertes linienförmiges Anlegen des Isoliermaterials im Bereich der Anpressrollen (36) oder der Falzspatel (37) unterstützt wird.

Bei dem hier erläuterten Beispiel werden lediglich die für die Haupt-Seitenflächen vorgesehenen Teilbereiche (34) am Falztisch (18) an das Gehäuse (3) angelegt.

Alternativ oder zusätzlich können Teilbereiche des

Zuschnitts (31), insbesondere die Randfalze (35) neben der Bodenfläche (33) und/oder die Stirnflächenfalze (34) durch entsprechende Vorrichtungen am Falztisch (18) an das Gehäuse (3) angelegt werden (vgl. Figur 7 rechts) .

Die mit einem zumindest teilweise haftend angelegten Isoliermaterial-Zuschnitt (31) versehene Batteriezelle (2) kann ferner alternativ oder zusätzlich zu einem statischen Falzdorn (19) bewegt werden. Der Manipulator (6) kann die Batteriezelle (2) so an dem Falzdorn (19) entlang führen, dass Teilflächen (32, 34, 35) des

Zuschnittes (31) an das Gehäuse (3) angefalzt werden. Je nach Ausbildung des Material-Zuschnittes (31) sowie

Formgebung des Gehäuses (3) kann die Verwendung eines oder mehrerer Falztische sowie eines oder mehrerer

Falzdorne ausschließlich oder in Kombination vorgesehen sein. Bei der gezeigten ersten Ausführungsvariante werden insbesondere die für die Stirnflächen des Gehäuses (3) vorgesehenen Teilbereiche (34) unter Verwendung des Falzdorns (19) nacheinander und einander überlagernd an das Gehäuse (3) angefalzt (vgl. rechte Darstellung in Figur 7 ) .

An der Batteriezelle (2) kann eine Zusatzverpackung (54) angebracht werden, welche die angefalzte

Isolierverpackung (4) umhüllt. Für die Bereitstellung der Zusat zVerpackung ist bevorzugt eine Aufziehvorrichtung (59) vorgesehen. Das Aufbringen der Zusatzverpackung und eine bevorzugte Ausbildung einer Aufziehvorrichtung (59) werden weiter unten erläutert.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 10 bis 12 eine alternative zweite Ausführungsvariante eines Verpackungsverfahrens sowie einer

Bereitstellungsvorrichtung (9) erläutert. Bei diesem Beispiel werden an einer Batteriezelle (2) zwei oder mehr Isoliermaterial-Zuschnitte (31a, 31b) zur Bildung der Isolierverpackung (4) überlagernd aufgebracht. Die zwei oder der Isoliermaterial-Zuschnitte (31a, 31b) werden dabei insbesondere auf zwei zueinander im Wesentlichen parallel ausgerichteten Auslagebereichen (43,44)

bereitgestellt und in einer durchgehenden Bewegung direkt nacheinander und einander überlagernd auf das Gehäuse (3) aufgefalzt. Diese Form der Aufbringung einer

Isolierverpackung ist besonders zeit- und raumeffizient.

Figur 10 zeigt die Bereitstellungsvorrichtung (9) gemäß der zweiten Ausführungsvariante in perspektivischer

Seitenansicht. Die Bereitstellungsvorrichtung (9) weist hier bevorzugt eine integrierte Abläng- und/oder

Ausschnitt- und/oder Falzvorrichtung auf. Auf die genannten Funktionen wird nachfolgend im Einzelnen eingegangen .

Die Bereitstellungsvorrichtung (9) umfasst einen ersten Vorlagebereich (41) und einen im Wesentlichen parallel und unterhalb dazu angeordneten zweiten Vorlagebereich

(42) . Ferner umfasst sie einen ersten Auslagebereich (43) und einen weiteren im Wesentlichen parallel und unterhalb dazu angeordneten zweiten Auslagebereich (44). Zwischen den Vorlagebereichen (41,42) und den Auslagebereichen (43,44) ist eine Schneidvorrichtung (45) vorgesehen, die gleichzeitig als Ablängvorrichtung dienen kann. Sie kann funktional entsprechend der oben erläuterten

Ablängvorrichtung (10) ausgebildet sein.

Ein erstes Isoliermaterial-Band wird von einer ersten Bandzuführung (39) zu dem ersten Vorlagebereich (41) geführt. Die Ausbildung und Funktion der ersten

Bandzuführung (39) können derjenigen der oben

beschriebenen Bandzuführung (22) entsprechen.

Ferner umfasst die Bereitstellungsvorrichtung (9) gemäß Figur 10 eine zweite Bandzuführung (40) durch welche ein zweites Isoliermaterial zum zweiten Vorlagebereich (42) geführt wird.

Die Vorlagebereiche (41,42) und/oder die Auslagebereiche (43,44) können wiederum durch Stege (23) mit dort

angeordneten Haltemitteln, insbesondere Saugflächen (12) gebildet sein. Deren Form korrespondiert bevorzugt in der oben erläuterten Weise mit der Form des

Handhabungswerkzeugs (13). Der erste Auslagebereich (43) und der zweite

Auslagebereich (44) weisen jeweils eine Einführöffnung (46,47) auf. Diese Einführöffnungen (46,47) können bevorzugt durch eine oder mehrere Falzkanten und/oder eine oder mehrere Anpressrollen (48) begrenzt sein.

Insbesondere kann eine erste Einführöffnung (46) am oberen/ersten Auslagebereich (43) durch Falzkanten und eine zweite Einführöffnung (47) durch Anpressrollen (48) begrenzt sein, so dass funktional eine Ausbildung gemäß dem in Figuren 8 und 9 dargestellten Falztisch erreicht wird .

Wie in Figur 11 dargestellt ist, kann ein entsprechend der oben beschriebenen Bauart gebildetes

Handhabungswerkzeug (13) von einem Manipulator (5) geführt werden und ein Bandende vom ersten Vorlagebereich (41) zum ersten Auslagebereich (43) befördern bzw.

abziehen. Während oder nach dieser Abzugbewegung kann das Bandende zur Bildung eines ersten Isoliermaterial- Zuschnittes (31a) abgelängt werden. Ferner kann durch eine entsprechende Bewegung desselben oder eines weiteren Handhabungswerkzeugs (13) ein zweites Bandende des zweiten Isolierbands vom zweiten Vorlagebereich (42) zum zweiten Auslagebereich (44) gezogen und während oder nach dieser Bewegung zur Bildung des zweiten Zuschnittes (31b) abgelängt werden. Entsprechend können ein erster

Zuschnitt (31a) und ein zweiter Zuschnitt (31b) auf dem ersten und dem zweiten Auslagebereich (43, 44)

übereinander ausgelegt sein.

In dem in Figuren 10 bis 12 gezeigten Beispiel ist der zweite Isoliermaterial-Zuschnitt (31b) , der auf dem unteren Auslagebereich (44) bereitgestellt wird, entsprechend dem oben beschriebenen und in Figur 7 links dargestellten Zuschnitt (31) ausgebildet. Der andere Isoliermaterial-Zuschnitt (31a) , der auf dem oberen Auslagebereich (43) bereitgestellt wird, kann dieselbe oder eine abweichende Ausbildung haben. In dem gezeigten Beispiel ist dieser Zuschnitt (31a) nur für eine

zusätzliche Bedeckung der Unterseite sowie der Haupt- Seitenflächen der Batteriezelle (33) ausgebildet. Er weist somit lediglich die zugehörigen Teilflächen (32, 33) auf und braucht nicht mit Ausschnitten (50) zu versehen werden (vgl. gestrichelte Grenzlinie in Figur 7 links) . Alternativ können beliebige andere Ausbildungen für die Zuschnitte (31a, 31b) vorgesehen sein. Eine Batteriezelle (2) kann an den auf dem ersten

Auslagebereich (43) bereitgestellten Isoliermaterial- Zuschnitt (31a) hingeführt und auf diesem haftend angelegt werden. Diese Situation ist in Figur 12

dargestellt. Anschließend kann die Batteriezelle (2) mit dem haftend angelegten ersten Isoliermaterial-Zuschnitt (31a) in die erste Einführöffnung (46) bewegt werden. Hierbei werden die für die Bedeckung der Haupt- Seitenflächen vorgesehenen Teilbereiche (32) des

Zuschnittes (31a) analog zu den Darstellungen in Figuren 8 und 9 an die Batteriezelle (2) bzw. deren Gehäuse (3) angelegt. Bei Weiterführung dieser Bewegung wird die Batteriezelle (2) zum zweiten Auslagebereich (44) bewegt und dort an den zweiten Isoliermaterial-Zuschnitt (31b) angelegt. Bei nochmals weitergeführter Bewegung wird die Batteriezelle (2) in die zweite Einführöffnung (47) an dem zweiten Auslagebereich (44) bewegt. Dabei werden nun beide Isoliermaterial—Zuschnitte (31a, 31b) einander überlagernd an das Gehäuse (3) der Batteriezelle (2) angefalzt. Mittels an den Auslagebereichen (43, 44) vorgesehenen Haltemitteln, insbesondere den oben beschriebenen Saugflächen (12), können die Zuschnitte (31a, 31b) während des Anfalzens gespannt werden, um in der oben beschriebenen Weise ein kontrolliertes und bevorzugt linienförmiges Anlegen zu unterstützen.

Nachfolgend können gegebenenfalls weitere Teilbereiche (34, 35) der Zuschnitte (31a, 31b) durch Entlangführung an einem Falzdorn (19) an das Gehäuse (3) angefalzt werden, wie oben bereits erläutert wurde.

Abwandlungen der Erfindung sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die zu den einzelnen

Ausführungsvarianten gezeigten und/oder beschriebenen Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden.

Eine Beschneidungsstation (14) bzw. ein oder mehrere Ausschnittwerkzeuge (15) zur Erzeugung von Ausschnitten (50) in einem Zuschnitt (31a, 31b) können an der

Bereitstellungsvorrichtung (9) angeordnet und

insbesondere in der Ablängvorrichtung (10) integriert sein. Beispielhaft sind in Figur 11 neben einem

Schneidmesser (20) angeordnete Ausschnittwerkzeuge (49) dargestellt. Ferner können an einer

Bereitstellungsvorrichtung (9) gemäß der zweiten

Ausführungsvariante weitere Falzmittel, insbesondere Falzrollen oder Falzspatel vorgesehen sein. An der Batteriezelle (2) können eine oder mehrere

Zusatzverpackungen (54) angebracht werden, die die angefalzte Isolierverpackung (4) überlagern. Solche

Zusat zVerpackungen können bspw. der zusätzlichen

Abdichtung gegen Feuchtigkeit oder Flüssigkeiten dienen und beispielsweise aus einer Folie oder einem

beschichteten Kartonmaterial gebildet sein. Die

Zusatzverpackung (54) kann ferner ebenfalls auch einem Isoliermaterial gebildet sein. Besonders bevorzugt kann eine solche Zusatzverpackung

(54) durch eine Haube, insbesondere eine Dehnhaube, oder einen halboffenen Karten gebildet sein. Figuren 13 bis 15 zeigen beispielhaft ein Verfahren zur Bereitstellung einer Dehnhaube (54) aus einem Schlauchzuschnitt (55) . In entsprechender Weise kann ein halboffener Karton aus einem Kartonzuschnitt gebildet und bereitgestellt werden.

Der Schlauch weist zwei eingeschlagene Seiten auf, welche beim Entfalten die Seitenwandungen (57) bilden. In Figur 13 ist der Schlauch in flach gelegter Stellung mit den eingeschlagenen Seitenwandungen (57) gezeigt. Das untere Ende des Schlauches ist verschlossen. Der Verschluss (56) kann bspw. durch Schweißen, Kleben oder ein anderes geeignetes Verfahren erzeugt sein. Im gezeigten Beispiel liegt der Schlauchzuschnitt (55) als vorkonfektionierter Artikel vor.

Eine Aufziehvorrichtung (59) ist dazu ausgebildet, den flach gelegten Schlauchzuschnitt (55) zu entfalten.

Dieser Vorgang ist im Übergang von Figur 13 zu Figuren 14 und 15 dargestellt. Die Aufziehvorrichtung (59) weist in dem gezeigten Beispiel je zwei Finger (60) auf, die in den Innenraum des Schlauchs eingreifen und nach außen bewegt werden, um den Schlauch zu entfalten. Alternativ können hierfür Greifer vorgesehen sein. Die

eingeschlagenen Seitenwandungen (57) werden beim

Entfalten des Schlauchzuschnitts (55) auseinandergezogen und somit geöffnet. Ein unterer Bereich der

Seitenwandungen (57) faltet sich dabei in Form eines Tetraeder-Mantels bzw. eines Triangel-Falzes (58) auf. In Figur 15 ist die voll entfaltete Stellung des

Schlauchzuschnitts (55) gezeigt. Der entfaltete Schlauch (55) bildet eine nach oben geöffnete Haube, in die eine Batteriezelle (2) einführbar ist.

Der Schlauch (55) kann aus einem flexiblen Material gebildet sein und eine Dehnhaube bilden, die gegenüber dem Gehäuse (3) der Batteriezelle (2) auf ein Übermaß dehnbar ist. Während die Batteriezelle (2) in die Haube eingeführt wird bzw. wenn sie eingeführt ist, können die Finger oder Greifer (60) aus der Haube entfernt werden, wobei sich diese elastisch an die Batteriezelle (2) anlegt. Dabei umhüllt die Zusatzverpackung (54) die auf der Batteriezelle angefalzte Isolierverpackung (4).

Die Zusatzverpackung (54) kann innerhalb des

Verpackungsverfahrens nachfolgend zum Anfalzen der

Isolierverpackung (4) aufgebracht werden. Besonders bevorzugt erfolgt das Aufbringen der Zusatzverpackung direkt anschließend an das Anfalzen der Isolierverpackung und insbesondere in einer gemeinsamen Bewegung (A) . In Figur 9 ist beispielhaft eine Aufziehvorrichtung (59) am Falztisch (18) hinter der Einführöffnung (25) gezeigt. Die Batteriezelle (2) kann direkt im Anschluss an das Anfalzen der Isolierverpackung (4) in die

Aufziehvorrichtung (59) bewegt werden, um die

Zusat zVerpackung (54) aufzubringen.

In Figuren 10 und 12 ist eine alternative Anordnung der Aufziehvorrichtung (59) an der Bereitstellungsvorrichtung

(9) dargestellt. Die Aufziehvorrichtung (59) kann

vorteilhafter Weise in Richtung der Einführbewegung (A) hinter der ersten und zweiten Einführöffnung (46,47) platziert sein. Somit können in einer durchgehenden

Bewegung ein oder mehrere Isoliermaterial-Zuschnitte

(31a, 31b) an die Batteriezelle (2) angefalzt und direkt darüber in Weiterführung der Bewegung (A) die

Zusatzverpackung (54) aufgebracht werden. Die Bewegung der Batteriezelle (2) erfolgt dabei durch den Manipulator

(6) .

BEZUGS ZEICHENLISTE

IsolierverpackungsStation

Batteriezelle

Gehäuse / Aluminiumgehäuse

I solierverpackung

Erster Manipulator / Industrieroboter

Zweiter Manipulator / Industrieroboter

BatteriezellenbereitStellung

Batteriezellenablage

Bereit stellungs orrichtung

Ablängvorrichtung

Auslagebereich

Saugfläche

Handhabungswerkzeug / Sauggreifer

BeschneidungsStation

Ausschnittwerkzeug

Antrieb

GreifWerkzeug

Falztisch (aktiv)

Falzdorn (passiv)

Zuschnittmesser

Gegenfläche

Bandzuführung

Stege

Kamm / Kammförmiger Aufbau

Einführöffnung

Falzkante

Bandspeicher / Folienspeicher / Coil

Tänzer / Spannvorrichtung

Umlenkrolle Vorlagebereich

Isoliermaterial-Zuschnitt

a Erster Zuschnitt

b Zweiter Zuschnitt

Seitenfläche

Bodenfläche

Stirnfläche

Randfalz

Anpressrolle

Falzspatel

Integrierte Zuschnitt-, Ausschnitt und

Fal z orrichtung

Erste Bandzuführung

Zweite Bandzuführung

Erste Vorlagebereich

Zweite Vorlagebereich

Erster Auslagebereich

Zweiter Auslagebereich

Schneidvorrichtung / Ablängvorrichtung

Erste Einführöffnung

Zweite Einführöffnung

Falzkante / Anpressrolle

Ausschnittwerkzeug

Ausschnitt

Batterieanschlüsse

Unterseite / Den Anschlüssen entgegengesetzte Seite

Umfangsseiten

Zusatzverpackung / Dehnhaube / Karton

Schlauchzuschnitt / Kartonzuschnitt

Verschluss Eingeschlagene Seitenwandung Triangel-Falz

Aufziehvorrichtung

Greifer / Finger

Richtung der Einführbewegung