Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zellstapelanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und eine Zellstapelvor richtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 8 und ein(e) Teilvorrichtung/Teilverfahren einer oder in einer Zellstapelan lage nach Anspruch 15 oder nach Anspruch 18.

Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schif fen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photo voltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeit räume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezel len eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die durch ebenfalls als Segmen te hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinan- dergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei wer den die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlos bahn 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 Seg- mente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anoden blatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstech nisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Katho denblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Sepa ratormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho denblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormate rials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho denblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Ano denblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegen den Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt da rin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne die ser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separator materials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.

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

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

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

Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmä ßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst wer den. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe, und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller beweg te Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer.

Um die Produktionskosten der 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.

Die Segmente werden in einem vorgelagerten Herstellungsschritt dabei in einem ersten Schritt zu den sogenannten Monozellen be stehend aus einem ersten Separatorblatt, einem darauf angeordne ten Anodenblatt, einem darauf angeordneten zweiten Separatorblatt und einem darauf angeordneten Kathodenblatt aufeinandergelegt. Alternativ können die Separatorblätter zunächst als zwei Endlos bahnen geführt werden, wobei dann auf eine der Endlosbahnen die bereits geschnittenen Segmente in Form der Anodenblätter und auf die andere Endlosbahn die bereits geschnittenen Segmente in Form der Kathodenblätter aufgelegt und durch einen Laminierungsprozess miteinander verbunden werden. Anschließend werden die so vorge fertigten Verbundbahnen in einem weiteren Laminierungsprozess miteinander zu einer dann vierlagigen Verbundbahn miteinander verbunden. Die Monozellen werden dann durch einen Schnitt durch die Abstände zwischen den aufeinander folgenden Anodenblättern bzw. Kathodenblättern von der Verbundbahn geschnitten. Alternativ können die Endlosbahnen aus dem Separatormaterial mit den da rauf angeordneten Anodenblättern und Kathodenblättern auch ge schnitten werden, wobei die Monozellen dann durch einen nachge lagerten Verbundprozess von jeweils einem ersten geschnittenen Separatorblatt mit einer Anode mit einem zweiten geschnittenen Se paratorblatt mit einer Kathode hergestellt werden.

Die Segmente werden dann zu einem Stapel aus einer Vielzahl von Segmenten aufeinandergestapelt. Sofern es sich bei den Segmen ten um Monozellen oder Separatorblätter mit darauf angeordneten Anoden- oder Kathodenblättern handelt, befindet sich an einer freien Seitenfläche des Stapels eine Kathode oder Anode, welche dann durch die Anordnung einer sogenannten Abschlusszelle abge deckt wird. Die Abschlusszelle umfasst ein erstes Separatorblatt, ein darauf angeordnetes Anoden- oder Kathodenblatt und ein darauf angeordnetes zweites Separatorblatt, auf der jedoch kein Kathoden oder Anodenblatt angeordnet ist. Damit kann die Abschlusszelle auch als eine Monozelle ohne ein Kathoden- oder Anodenblatt an gesehen werden. Der fertige Stapel aus der Vielzahl von Monozellen und der Abschlusszelle zeichnet sich dann dadurch aus, dass er an seiner Oberseite und seiner Unterseite jeweils ein Separatorblatt aufweist und die Anodenblätter und Kathodenblätter jeweils zu der Ober- und zu der Unterseite hin durch Separatorblätter abgedeckt sind und untereinander nicht im Kontakt stehen.

Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten ist es dabei wün schenswert, die hergestellten Segmente in einer möglichst hohen Fertigungsrate aufzustapeln.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zellstapelanlage und eine Zellstapelvorrichtung bereitzustellen, welche ein Stapeln der Segmente in einer möglichst hohen Ferti gungsrate ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Zellstapelanlage mit den Merkma len von Anspruch 1 und eine Zellstapelvorrichtung mit den Merkma len von Anspruch 8 vorgeschlagen. Ferner werden zur Lösung der Aufgabe eine Teilvorrichtung nach Anspruch 15 und ein Teilverfah ren nach Anspruch 18 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiter bildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.

Nach Anspruch 1 wird zur Lösung der Aufgabe eine Zellstapelanlage für Segmente von Energiezellen vorgeschlagen, wobei eine erste Zuführeinrichtung vorgesehen ist, welche Segmente zuführt, und eine Zellstapeleinrichtung vorgesehen ist, in welcher die Segmente zu Stapeln aufeinandergelegt werden, und eine Abführeinrichtung vorgesehen ist, welche die Stapel der Segmente von der Zellstape leinrichtung abführt, wobei die Zellstapeleinrichtung wenigstens zwei Zellstapelvorrichtungen umfasst, welche die Segmente ent nehmen, zu den Stapeln aufeinanderlegen und die Stapel getaktet an die Abführeinrichtung übergeben. Die vorgeschlagene Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Segmente aus der Zuführung in einer hohen Produktionskapazität zu Stapeln aufeinandergelegt und abgeführt werden, da die Segmente ausgehend von einer Zuführung in der Zellstapeleinrichtung in zwei oder mehr Zellstapelvorrichtun gen gleichzeitig zu Stapeln aufeinandergelegt werden. Der Zustrom der Segmente wird praktisch in der Zellstapeleinrichtung auf zwei oder mehr Zellstapelvorrichtungen aufgeteilt, welche die Stapel in einer parallelen Arbeitsaufteilung zu Stapeln aufeinanderstapeln und abführen. Die Anzahl der vorgesehenen Zellstapelvorrichtungen in der Zellstapeleinrichtung kann dabei an die zu erzielende Stapelka pazität und die Anzahl der über die Zuführeinrichtung zugeführten Segmente je Zeiteinheit angepasst werden.

Dabei weisen die Zellstapelvorrichtungen bevorzugt jeweils wenigs tens eine Entnahmevorrichtung auf, welche die Segmente in einer vorbestimmten Abfolge von der Zuführeinrichtung übernehmen. Die Entnahmevorrichtungen entnehmen die Segmente in der vorbe stimmten Abfolge, so dass die letzte Entnahmevorrichtung der letz ten Zellstapelvorrichtung die letzten Segmente entnimmt und damit alle Segmente von der Zuführvorrichtung entnommen sind. Die vor- bestimmte Abfolge entspricht einem durch die Anzahl der Zellsta pelvorrichtungen bestimmten Rhythmus. In dem vorliegenden Aus führungsbeispiel sind vier Zellstapelvorrichtungen mit jeweils einer Entnahmevorrichtung vorgesehen. Damit entnimmt jede der Ent nahmevorrichtungen jeweils ein Segment einer Vierergruppe der zugeführten Segmente in einer festen Zuordnung, also die erste Entnahmevorrichtung entnimmt jeweils das erste Segment der Vie rergruppe, die zweite Entnahmevorrichtung entnimmt das zweite Segment der Vierergruppe usw. bis sich der Vorgang in demselben Rhythmus bei der nächsten Vierergruppe der Segmente wiederholt. Dabei sind die die Zellstapelvorrichtungen in Bezug zu den zuge führten Segmenten aufeinanderfolgend angeordnet, so dass die Segmente von den Zellstapelvorrichtungen in einer aufeinander ab folgenden Entnahme der Segmente entnommen und in einem paral lelen Stapelvorgang gestapelt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Abführeinrichtung eine Vielzahl von Werkstückträgern aufweist, welche jeweils eine Aufnahme auf weisen, in welche die Zellstapelvorrichtungen die Stapel einlegen. Die Abführeinrichtung führt die gestapelten Segmente damit in den Werkstückträgern in einer dem Takt des Stapelvorganges in der Zellstapelvorrichtung entsprechend getakteten Abführbewegung ab, so dass der Produktstrom in der Anlage nicht unterbrochen oder aufgestaut wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine zweite Zuführeinrichtung vor gesehen ist, welche in Bezug zu einer Transportbewegung der Ab führeinrichtung stromaufwärts oder stromabwärts zu der Zellstape leinrichtung angeordnet ist und Segmente in die Aufnahmen der Werkstückträger einlegt, bevor die Zellstapelvorrichtungen die Sta pel in die Aufnahmen einlegen oder Segmente auf die in den Werk stückträgern angeordneten Stapel auflegt. Durch die zweite Zu führeinrichtung werden bevorzugt weitere Segmente in die Aufnah men eingelegt oder auf die von den Zellstapelvorrichtungen in die Aufnahmen eingelegten Stapel der Segmente aufgelegt, so dass die Stapel in den Werkstückträgern komplettiert werden. So ist es z.B. denkbar, dass die erste Zuführeinrichtung vierlagige Segmente (Mo nozellen) mit zwei Separatorblättern, einem dazwischen angeordne ten Elektrodenblatt und einem an einer Oberseite aufliegenden Elektrodenblatt zuführt, welche dann von den Zellstapelvorrichtun gen zu Stapeln mit einem an einer Oberseite freiliegenden Elektro- denblatt aufgestapelt werden. Die zweite Zuführeinrichtung führt dann Segmente in Form von einlagigen Separatorblättern oder drei lagigen Segmenten (Abschlusszellen) mit zwei Separatorblättern und einem Elektrodenblatt zu und legt diese in die Aufnahmen ein oder auf die Stapel auf, so dass das freie Elektrodenblatt der von den Zellstapelvorrichtungen gebildeten Stapel zur Außenseite hin durch ein Separatorblatt abgedeckt sind. Im Ergebnis werden die Stapel dadurch in den Werkstückträgern so aufgebaut, dass sie an beiden Seiten also sowohl an der Oberseite als auch an der Unter seite jeweils ein Separatorblatt aufweisen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste Zuführvorrichtung we nigstens einen mittels einer Antriebseinrichtung rotatorisch um eine Drehachse angetriebene Übergabekörper, insbesondere eine mittels einer Antriebseinrichtung rotatorisch um eine Drehachse angetrie bene Übergabetrommel aufweist, welche die Segmente an die Zellstapeleinrichtung übergibt. Durch den Übergabekörper, insbe sondere die Übergabetrommel können die Segmente in einer be sonders hohen Zuführgeschwindigkeit der Zellstapeleinrichtung zu geführt werden. Ferner kann die erste Zuführeinrichtung dadurch in einer besonders kompakten bauraumsparenden Bauweise ausge führt werden.

Dabei kann die erste Zuführeinrichtung bevorzugt eine gerade An zahl von Übergabekörpern, insbesondere Übergabetrommeln auf weisen, und zwischen den Übergabekörpern, insbesondere Überga betrommeln kann eine ungerade Anzahl von Umlenkkörpern, insbe sondere Umlenktrommeln vorgesehen sein, welche die Segmente jeweils von einem ersten Übergabekörper, insbesondere von einer ersten Übergabetrommel übernehmen und an einen zweiten Über gabekörper, insbesondere an eine zweite Übergabetrommel überge- ben. Durch die vorgesehene gerade Anzahl der Übergabekörper, insbesondere Übergabetrommeln und die dazwischen vorgesehene ungerade Anzahl der Umlenkkörper, insbesondere Umlenktrommeln wird es ermöglicht, dass die Segmente an den Übergabekörpern, insbesondere Übergabetrommeln immer in einer identischen Aus richtung also immer mit einem Separatorblatt an der Oberfläche oder einem Elektrodenblatt an der Oberfläche transportiert und in dieser Ausrichtung an die Zellstapelvorrichtungen übergeben wer den. Die Umlenkkörper, insbesondere Umlenktrommeln übernehmen die Segmente dabei von dem ersten Übergabekörper, insbesondere der ersten Übergabetrommel und transportieren diese zu einer Übergabestelle, in der sie die Segmente an den zweiten Übergabe körper, insbesondere die zweite Übergabetrommel übergeben. So fern die Segmente an dem ersten Übergabekörper, insbesondere der ersten Übergabetrommel mit den Elektrodenblättern zur Außen seite hingewandt transportiert werden, werden diese dann an dem Umlenkkörper, insbesondere der Umlenktrommel mit den Elektroden zur Innenseite gewandt transportiert und nachfolgend so an den zweiten Übergabekörper, insbesondere die zweite Übergabetrommel übergeben, dass sie an diesem/dieser wieder mit den Elektroden zur Außenseite hingewandt transportiert werden.

Weiter wird zur Lösung der Aufgabe eine Zellstapelvorrichtung für Segmente von Energiezellen vorgeschlagen, bei der ein Magazin rotationskörper, insbesondere eine Magazintrommel mit wenigstens einem Magazin vorgesehen ist, welche mittels einer Antriebseinrich tung zu einer durch Stillstandsphasen unterbrochenen, sich wieder holenden Drehbewegung um eine Drehachse antreibbar ist, während der das Magazin von einer Übernahmestelle in eine Übergabestelle und von der Übergabestelle in die Übernahmestelle bewegt wird, wobei eine Entnahmevorrichtung vorgesehen ist, welche dem Maga- zinrotationskörper, insbesondere der Magazintrommel Segmente zuführt, wobei die Entnahmevorrichtung das Magazin in der Über nahmestelle in einer Stillstandsphase des Magazinrotationskörpers, insbesondere der Magazintrommel mit einer Vielzahl von Segmen ten zu einem Stapel bis zu einer vorbestimmten Stapelhöhe füllt, und eine Abgabevorrichtung vorgesehen ist, welche den Stapel der Segmente aus dem Magazin in der Übergabestelle abführt. Die vor geschlagene Zellstapelvorrichtung zeichnet sich durch eine kompak te Bauweise bei einer gleichzeitig hohen Stapelkapazität aus. Das Kernstück der Zellstapelvorrichtung bildet hier der Magazinrotati onskörper, insbesondere die Magazintrommel, welche aufgrund ihrer durch Stillstandsphasen unterbrochenen Drehbewegung eine In tegration der Zellstapelvorrichtung in einen als Trommellauf ausge bildeten ersten Zuführeinrichtung ermöglicht, welche ihrerseits eine besonders hohe Transportkapazität der Segmente ermöglicht.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Magazin mindestens eine seit liche Eingriffsöffnung aufweist, und die Abgabevorrichtung durch eine gegenüber dem Magazinrotationskörper, insbesondere der Ma gazintrommel feststehende Abstreifeinrichtung gebildet ist, welche derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass sie bei der Drehbewe gung des Magazinrotationskörpers, insbesondere der Magazintrom mel durch die Eingriffsöffnung eingreift und den Stapel aus dem Magazin drängt. Durch die vorgeschlagene Lösung wird der Stapel während der Drehbewegung des Magazinrotationskörpers, insbe sondere der Magazintrommel selbsttätig an einer durch die Anord nung der Abstreifeinrichtung definierten Stelle aus dem Magazin gedrängt. Dabei ist die Abstreifeinrichtung bevorzugt so angeordnet, dass sie den Stapel nicht nur aus dem Magazin drängt, sondern zu sätzlich in eine Aufnahme eines Werkstückträgers der Abführeinrich- tung der übergeordneten Anlage einlegt.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Magazin wenigstens zwei in Umfangsrichtung des Magazinrotationskörpers, insbesondere der Magazintrommel fluchtende Eingriffsöffnungen aufweist, und die Abstreifeinrichtung den Stapel durch ein Durchgreifen durch beide Eingriffsöffnungen aus dem Magazin drängt. Durch die beiden fluch tenden Eingriffsöffnungen und die darin eingreifende Abstreifeinrich tung wird der Stapel insgesamt durch eine Anlage der Abstreifein richtung über die gesamte Breite des Stapels aus dem Magazin ausgekämmt und in die Aufnahme des Werkstückträgers hineinge drängt.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Magazin eine Hubeinrichtung aufweist, welche die Tiefe des Magazins in Abhängigkeit von der zunehmenden Stapelhöhe der Segmente in dem Magazin vergrö ßert. Durch die Hubeinrichtung wird es ermöglicht, die Segmente immer möglichst nahe der Zugangsöffnung in die Aufnahme abzule gen, so dass die Segmente nicht in die Aufnahme „hineinrutschen“ müssen. Idealerweise ist die Hubeinrichtung so ausgelegt, dass sie die Tiefe der Aufnahme nach dem Einlegen eines Segmentes jeweils um die Dicke eines Segmentes vergrößert, so dass die Segmente immer in derselben Höhe der Aufnahme abgelegt werden.

Hierzu kann die Hubeinrichtung bevorzugt durch einen federbelaste ten Boden des Magazins gebildet sein. Dadurch wird die Tiefe der Aufnahme automatisch aufgrund der Gewichtskraft bei jedem Einle gen eines Segmentes vergrößert. Dabei kann hier zur Auslegung der Hubeinrichtung die Größe der zu überwindenden Federkraft durch die Wahl einer entsprechend starken Feder genutzt werden, welche dann z.B. an die Gewichtskraft der Segmente angepasst sein kann.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Magazin eine Haltevorrichtung aufweist, welche den Stapel während der Bewegung des Magazinro- tationskörpers, insbesondere der Magazintrommel mit dem Magazin aus der Übernahmestelle in die Übergabestelle in Radialrichtung in dem Magazin fixiert. Durch die Haltevorrichtung wird der Stapel auch während der Drehbewegung des Magazinrotationskörpers, ins besondere der Magazintrommel gegen ein ungewolltes Austreten aus dem Magazin gesichert.

Dabei kann die Haltevorrichtung bevorzugt durch die Abgabevorrich tung selbsttätig zur Ausführung einer den Stapel freigebenden Frei gabebewegung betätigbar sein, so dass die Halteeinrichtung immer dann freigegeben wird, wenn die Abgabeeinrichtung beginnt, den Stapel aus dem Magazin abzuführen.

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

Fig. 1 : eine erfindungsgemäße Zellstapelanlage mit einer Zellstapeleinrichtung; und

Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung der Zellstapeleinrichtung mit mehreren Zellstapelvorrichtungen; und

Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung einer erfindungsgemäßen Zellstapel Vorrichtung. In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Zellstapelanlage 1 mit ei ner ersten Zuführeinrichtung 2, einer Abführeinrichtung 3, einer vor gelagerten Schneideinrichtung 4 und einer zwischen der Zuführein richtung 2 und der Abführeinrichtung 3 angeordneten Zellstapelein richtung 7 dargestellt.

Der Zellstapelanlage 1 wird eine nicht dargestellte Endlosbahn aus zwei endlosen Bahnen eines Separatormaterials mit dazwischen angeordneten in Längsrichtung der Endlosbahn beabstandeten Ano denblättern und an einer Seite einer der endlosen Bahnen des Se paratormaterials aufliegenden ebenfalls in Längsrichtung der End losbahn beabstandeten Kathodenblättern zugeführt. Die Endlosbahn kann aber auch aus lediglich einer endlosen Bahn eines Separator materials mit oder ohne anliegenden Elektrodenblättern gebildet sein. Sofern die Endlosbahn beabstandete Elektrodenblätter auf weist, erfolgt der Schnitt in der Schneideinrichtung 4 jeweils durch die Trennstellen zwischen den Elektrodenblättern.

Die Schneideinrichtung 4 ist hier durch ein Trommelpaar aus einer Schneidtrommel mit Schneidmessern und eine Gegentrommel mit Gegenmessern ausgebildet und schneidet die auf die Schneidtrom mel oder die Gegentrommel geführte Endlosbahn durch ein Absche ren der Schneidmesser an den Gegenmessern in Segmente 16 einer vorbestimmten Länge, welche durch die Abstände der Schneidmes ser oder der Gegenmesser definiert ist, je nachdem, ob die Endlos bahn auf die Schneidtrommel oder die Gegentrommel geführt ist. Ausgehend von der Schneideinrichtung 4 werden die geschnittenen Segmente 16 der Zuführeinrichtung 2 zugeführt. Die Zuführeinrich tung 2 umfasst mehrere Transporttrommeln, an denen die Segmente 16 z.B. durch Unterdrück gehalten werden, bis sie schließlich auf einen ersten Übergabekörper in Form einer ersten Übergabetrommel 5 der Zuführeinrichtung 2 übergeben werden. Sofern es sich bei der zugeführten Endlosbahn um eine vierlagige Bahn handelt, entspre chen die davon geschnittenen Segmente 16 den eingangs beschrie benen Monozellen.

Die Zellstapeleinrichtung 7 umfasst vier Entnahmevorrichtungen 11 in Form von zu einer Drehbewegung angetriebenen Entnahmestem peln. Zwei der Entnahmevorrichtungen 11 sind der ersten Übergabe trommel 5 zugeordnet und entnehmen während ihrer Umlaufbewe gung Segmente 16 von der ersten Übergabetrommel 5 und überge ben diese dann jeweils an einen nachnachfolgend noch näher erläu terten Magazinrotationskörper in Form einer Magazintrommel 10.

Die Umlaufbewegung der Entnahmestempel ist so gesteuert, dass sie die Segmente 16 in einer vorbestimmten Abfolge von der ersten Übergabetrommel 5 übernehmen. In dem vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel sind vier Entnahmevorrichtungen 11 vorgesehen, so dass jede der Entnahmevorrichtungen 11 die Segmente 16 in einer festen Abfolge in einem Viererrhythmus von der ersten Zuführein richtung 2 übernehmen. Damit übernehmen die der ersten Überga betrommel 5 zugeordneten Entnahmevorrichtungen 11 bei einem Umlauf zusammen zwei Segmente 16 von dem Umfang der ersten Übergabetrommel 5. Die Drehbewegungen der Entnahmevorrichtun gen 11 sind dabei so auf die Drehbewegung der ersten Übergabe trommel 5 abgestimmt, dass sie insgesamt die Hälfte der auf der ersten Übergabetrommel 5 gehaltenen Segmente 16 übernehmen. Die auf der ersten Übergabetrommel 5 verbliebenen Segmente 16 werden dann von einem Umlenkkörper in Form einer Umlenktrommel 23 übernommen und auf einen zweiten Übergabekörper in Form ei ner zweiten Übergabetrommel 21 übergeben. Dabei werden die Segmente 16 bei der Übernahme von der Umlenktrommel 23 und der Übergabe von der Umlenktrommel 23 auf die zweite Übergabe- trommel 21 zweimal in ihrer Ausrichtung in Bezug auf ihre Oberflä chen umgedreht, so dass die Segmente 16 anschließend auf der zweiten Übergabetrommel 21 in einer identischen Ausrichtung an geordnet sind wie auf der ersten Übergabetrommel 5. An der zwei ten Übergabetrommel 21 sind ebenfalls zwei Entnahmevorrichtun gen 11 in Form von umlaufenden Entnahmestempeln vorgesehen, welche die verbleibende Hälfte der Segmente 16 von der zweiten Übergabetrommel 21 übernehmen und jeweils einer Magazintrom mel 10 nach demselben Prinzip zuführen. Ferner ist eine nicht dar gestellte Prüfeinrichtung vorgesehen, welche schadhafte Segmente 16 erkennt. Die schadhaften Segmente 16 werden dann nicht von den Entnahmevorrichtungen 11 von den beiden Übergabetrommeln 5, 21 entnommen und stattdessen über eine Auswurftrommel 24 in ein Ausschussreservoir 25 abgeführt.

Die Segmente 16 werden damit von den ersten beiden Entnahme vorrichtungen 11 in der Hälfte der Anzahl von der ersten Übergabe trommel 5 abgenommen, während die auf der ersten Übergabe trommel 5 verbleibenden Segmente von der Umlenktrommel 23 un ter zweifacher Umkehr auf die zweite Übergabetrommel 21 übertra gen und von dieser über die letzten beiden Entnahmevorrichtungen 11 abgenommen werden. Die Segmente 16 werden damit von der Zuführeinrichtung 2 in einem kontinuierlichen Zustrom zugeführt und von diesem in einer aufeinanderfolgenden Übergabe zu einer paral lelen Stapelung in der Zellstapeleinrichtung 7 abgeführt.

Hierzu werden die Segmente 16 von den vier Entnahmevorrichtun gen 11 in vier parallel angeordnete Magazintrommeln 10 der Zellstapeleinrichtung 7 abgegeben, in denen die Segmente 16 zu Stapeln 15 aufeinandergelegt und weiter an die Abführeinrichtung 3 abgegeben werden. Die Zellstapeleinrichtung 7 umfasst vier Zellstapelvorrichtungen 8 deren Kernbauteile jeweils eine Entnahmevorrichtung 11 , eine Ma gazintrommel 10 und eine Abgabevorrichtung 12 bilden, wobei eine Zellstapelvorrichtung 8 in der Figur 3 vergrößert dargestellt ist.

Die Entnahmevorrichtung 11 einer Zellstapelvorrichtung 8 ist durch einen zu einer Drehbewegung angetriebene Entnahmestempel ge bildet, welcher während jeder Umlaufbewegung jeweils ein Segment 16 von einer der beiden Übergabetrommeln 5 oder 21 entnimmt und in eine Übernahmestelle I der Magazintrommel 10 bewegt. Die Ma gazintrommel 10 weist vier an ihrem Außenumfang angeordnete Magazine 13 auf, welche zu den Außenseiten hin geöffnet sind. Ferner ist eine gegenüber der Magazintrommel 10 stillstehende und in Bezug zu der Übernahmestelle I fest positionierte Abstreifeinrich tung in Form eines kammartigen Abstreifteiles 27 mit einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Abstreifstegen vorgesehen, welches mit den Abstreifstegen durch entsprechende Schlitze einer ebenfalls feststehenden Abstreifwand 28 greift. Ferner weist der Entnahmestempel parallel zueinander und in Umfangsrichtung der Umlaufbewegung des Entnahmestempels gerichtete Schlitze 29 auf, in welche das Abstreifteil 27 während der Umlaufbewegung des Entnahmestempels mit seinen Abstreifstegen zum Eingriff gelangt, wodurch das an der Außenseite des Entnahmestempels gehaltene Segmente 16 während der Umlaufbewegung des Entnahmestempels in das in der Übernahmestelle I angeordnete Magazin 13 abgestrif- fen wird. Da die Übernahmestelle I in dem vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel an der Oberseite der Magazintrommel 10 angeordnet ist und die Segmente 16 von oben in das Magazin 13 eingeführt werden, wird die Einführbewegung der Segmente 16 in die Magazi- ne 13 in diesem Fall zusätzlich durch die wirkende Schwerkraft un terstützt.

Ferner weist das Magazin 13 kammartige Seitenwände mit in Um fangsrichtung fluchtenden Eingriffsöffnungen 17 und eine Haltevor richtung 14 in Form von mehreren mittels eines Schwenkmechanis mus verschwenkbaren Eingriffsfingern auf. Die Bewegung der Hal tevorrichtung 14 also der verschwenkbaren Eingriffsfinger ist mittels einer mechanischen oder elektronischen Steuereinrichtung so ge steuert, dass die Eingriffsfinger der Haltevorrichtung 14 in der Über nahmestelle I nicht durch die Eingriffsöffnungen 17 greifen und da mit die Öffnung des Magazins 13 zur Außenseite hin freigeben. Da mit ist die Öffnung des Magazins 13 in der Übernahmestelle I frei zugänglich und die Segmente 16 können darin durch eine sich wie derholende Umlaufbewegung des Entnahmestempels zu einem Sta pel 15 in einer bestimmten Höhe gestapelt werden.

Wenn die vorbestimmte Höhe des Stapels 15 in dem Magazin 13 erreicht ist, wird die Magazintrommel 10 um 90 Grad gedreht und das nächste Magazin 13 wird zur Wiederholung des Stapelvorgan ges in die Übernahmestelle I bewegt. Gleichzeitig wird die Haltevor richtung 14 mit Beginn der einsetzenden Drehbewegung der Maga zintrommel 10 durch die Steuereinrichtung so bewegt, dass sie mit den Eingriffsfingern durch die Eingriffsöffnungen 17 der Seitenwän de des Magazins 13 greift und an der Oberseite des Stapels 15 zur Anlage gelangt. Damit sichert die Haltevorrichtung 14 den Stapel 15 anschließend gegen ein ungewolltes Austreten aus dem Magazin 13.

Durch den darauffolgenden Takt der Drehbewegung der Magazin trommel 10 gelangt das mit dem Stapel 15 gefüllte Magazin 13 in die in der Darstellung untere Übergabestelle II. An der Übergabe stelle II ist eine ortsfest angeordnete Abgabevorrichtung 12 in Form von mehreren parallel zueinander und fluchtend zu den Eingriffsöff nungen 17 ausgerichteten Stegen vorgesehen, welche während der Drehbewegung der Magazintrommel 10 zum Eingriff in die Eingriffs öffnungen 17 in Höhe des Bodens des Magazins 13 gelangen und dadurch den Stapel 15 aus dem Magazin 13 auskämmen. Da die Stapel 15 aus dem Magazin 13 nach unten abgeführt werden, wird die Ausführbewegung wieder durch die Schwerkraft unterstützt. Zum Ausführen des Stapels 15 wurde in einem vorangegangenen Schritt die Haltevorrichtung 14 gelöst. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, indem die Abgabevorrichtung 12 die Haltevorrichtung 14 vor oder zeitgleich zu der Einfahrbewegung ihrer Stege in die Eingriffsöff nung 17 betätigt und in eine Freigabestellung bewegt, in welcher die Haltevorrichtung 14 die Öffnung des Magazins 13 freigibt, und der Stapel 15 aus dem Magazin 13 abgeführt werden kann. Die Abgabe vorrichtung 12 ist hier durch eine Struktur aus feststehenden Stegen gebildet, welche die Stapel 15 aus den Magazinen 13 auskämmt. Sofern ein solches aktives Auskämmen nicht erforderlich ist, reicht es auch aus, wenn die Abgabevorrichtung 12 die Haltevorrichtung 14 lediglich betätigt, und die Stapel 15 allein durch die Schwerkraft aus den Magazinen 13 fallen. Die Abgabevorrichtung 12 wäre in diesem Fall eine passive Abgabevorrichtung 12, welche das Abfüh ren der Stapel 15 zwar auslöst selbst aber nicht aktiv unterstützt.

Die in der Figur 1 zu erkennende Abführeinrichtung 3 umfasst eine Endlosfördereinrichtung 20, wie zum Beispiel ein Endlosband, eine Endloskette, einen Endlosriemen oder dergleichen. Die Endlosför dereinrichtung 20 ist mit einer Vielzahl von Werkstückträgern 6 be stückt, die eine der Form der Stapel 15 entsprechend geformte Auf nahme 22 aufweisen. Die Werkstückträger 6 sind so an der Endlos- fördereinrichtung 20 ausgerichtet und gehalten, dass sie in der Übergabestelle II so unter dem Magazin 13 angeordnet sind, dass der Stapel 15 aus dem Magazin 13 in die Aufnahme 22 des Werk stückträgers abgeführt wird. Da die Werkstückträger 6 der Ab- führeinrichtung 3 von den vier Zellstapelvorrichtungen 7 gleichzeitig mit den Stapeln 15 der Segmente 16 bestückt werden, wird von je der der Magazintrommeln 10 nur jeder vierte Werkstückträger 6 bei einem Takt mit jeweils einem Stapel 15 bestückt. Die Abführeinrich tung 3 führt damit ebenfalls eine getaktete Vorschubbewegung aus, während der die Werkstückträger 6 entweder von einer Zellstapel vorrichtung 8 zur nächsten oder in Sprüngen über mehrere Zellsta pelvorrichtungen 8 transportiert werden.

Weiter ist eine zweite Zuführeinrichtung 18 mit einer zweiten Schneideinrichtung und einer zweiten Entnahmevorrichtung 19 vor gesehen. Der zweiten Zuführeinrichtung 18 wird ebenfalls eine End losbahn entweder einlagig aus einem Separatormaterial oder mehr lagig wie z.B. dreilagig mit mehreren Bahnen eines Separatormate rials und dazwischen angeordneten Elektrodenblättern zugeführt, wobei an den Außenseiten dieser Endlosbahn keine Elektrodenblät ter vorgesehen sind. Diese Endlosbahn wird in der zweiten Schnei deinrichtung 9 nach demselben Prinzip wie die erste Schneideinrich tung 4 in Segmente 16 (in diesem Fall sind dies die eingangs be schriebenen Abschlusszellen) einer vorbestimmten Länge geschnit- ten, welche dann auf eine Übergabetrommel 30 übergeben werden, von der die Segmente 16 von der zweiten Entnahmevorrichtung 19 entnommen und in die Aufnahmen 22 der Werkstückträger 6 einge legt werden, bevor die Stapel 15 von den Magazintrommeln 10 in die Aufnahmen 22 eingeführt werden. Die von den Magazintrommeln 10 eingelegten Stapel 15 weisen an ihrer einen Oberfläche ein freies Elektrodenblatt auf. Dieses freie Elektrodenblatt wird nun von dem über die zweite Entnahmevorrich tung 19 eingelegten Segment 16, der Abschlusszelle, abgedeckt. Da das von der zweite Entnahmevorrichtung 19 eingelegte Segment 16 bewusst kein freies Elektrodenblatt aufweist, und stattdessen an beiden Oberflächen ein Separatormaterial aufweist, weist der schließlich von der Abführeinrichtung 3 abgeführte Stapel 15 der Segmente 16 an beiden Seiten ebenfalls ein Separatormaterial auf. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel legt die zweite Entnah mevorrichtung 19 die Segmente 16 in die Aufnahmen 22 der Werk stückträger 6 ein bevor die Stapel 15 eingeführt werden. Es ist aber ebenso denkbar, dass die zweite Entnahmevorrichtung 19 die Seg mente 16 nach dem Einlegen der Stapel 15 in die Aufnahmen 22 von oben auf die Stapel 14 auflegt.

Ferner ist auch in der zweiten Zuführeinrichtung 18 eine entspre chende Prüfeinrichtung vorgesehen, mittels derer schadhafte Seg mente 16 erkannt und in ein zweites Ausschussreservoir 26 abge führt werden.

Ein wichtiger und selbstständig erfinderischer Aspekt der vorliegen den Erfindung besteht in einer Teilvorrichtung einer oder in einer Zellstapelanlage und einem Teilverfahren beim Herstellen von Zell stapeln in einer Zellstapelanlage, gemäß Anspruch 15 beziehungs weise Anspruch 18.

Auf diese Weise gelingt es, einen hohen Strom an, beispielsweise aus einer endlosen Bahn online geschnittenen, Segmenten nach deren Schnitt sofort weiterzuverarbeiten, wobei die geschnittenen Segmente quasi nicht mehr aus der Hand gegeben und kontinuier- lieh zum Stapeln bereitgestellt werden können. Die Segmente wer den in gewisser Weise nicht mehr losgelassen, was es ermöglicht, die Position der Segmente und ihre Ausrichtung in einer Verarbei- tungslinie/-kette zu erhalten. Erneute Ausrichtvorgänge, wie sie bei spielsweise beim vorübergehenden Ablegen von Segmenten, einer Unterbrechung des Materialflusses und einem anschließenden Wie deraufnehmen zumeist erforderlich sind, können reduziert werden, oder sogar weitestgehend bis vollständig entfallen. Ein Ausrichten kann bereits sehr wirkungsvoll beim Ausrichten der Bahn vorge nommen werden, aus der die Segmente geschnitten werden. Im Be darfsfall können auch noch Korrekturen der Positionierung und/oder Ausrichtung der Segmente bei der Zuführeinrichtung, der Förderein heit F1 und/oder der Fördereinheit F2 vorgenommen werden.

Die zugeführten Segmente von Energiezellen in einer Anzahl A pro Zeiteinheit werden geschickt aufgespalten in eine Anzahl B pro Zeiteinheit und in eine Anzahl C pro Zeiteinheit. Die Anzahl B pro Zeiteinheit lässt sich in gewisser Weise vorteilhaft weitertransportie ren und quasi durchschleusen und aus der Anzahl A ausschleusen, wonach bereits die Anzahl C deutlich gegenüber der Anzahl A ver ringert ist. Somit ist die Anzahl C einem geordneten und präzisen Stapeln leichter zugänglich, ohne dass der Materialfluss behindert wird. Die Anzahl B ist dann wiederum auch gegenüber der Anzahl A deutlich verringert und einem geordneten und präzisen Stapeln leichter zugänglich. In gewisser Weise wird ein kontinuierliches, verzögerungsfreies Zuführen von abgeteilten Teilströmen an eine Zellstapeleinrichtung ermöglicht. Ist die Zellstapeleinrichtung mit entsprechenden Zugängen für die Teilströme ausgestattet, kann das Stapeln in gewisser Weise parallel geschaltet erfolgen, wonach ho he Durchsatzleitungen erzielbar sind. Eine endlose Bahn aus unge schnittenen Segmenten kann mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden und die daraus geschnittenen Segmente können online wei terverarbeitet und gestapelt werden. Ein hoher Strom an Segmenten lässt sich zu verlässig und effektiv geordnet, quasi halte- und unter brechungsfrei, weitertransportieren und dabei vorteilhaft in Teilströ me aufteilen.

Ein Strom an, beispielsweise aus einer endlosen Bahn online ge schnittenen, Segmenten mit einer Anzahl A pro Zeiteinheit kann bei spielsweise derart aufgespalten werden, dass jedes zweite Segment aus dem Strom entnommen und aus den entnommenen, zweiten Segmenten ein Strom an Segmenten mit der Anzahl B pro Zeitein heit gebildet und aus den verbliebenen Segmenten ein Strom an Segmenten mit der Anzahl C pro Zeiteinheit gebildet wird. In dem Strom an Segmenten mit der Anzahl B kann der Abstand zwischen zwei Segmenten größer oder in etwa gleich der Länge eines Seg ments ausgebildet sein. In dem Strom an Segmenten mit der Anzahl C kann der Abstand zwischen zwei Segmenten größer oder in etwa gleich der Länge eines Segments ausgebildet sein. Ein in dem Strom an Segmenten mit der Anzahl B ausgebildeter Abstand zwi schen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten ermöglicht es, bei ei nem Weiterverarbeiten eine Abfolge von Segmenten zur Verfügung zu stellen, bei der der Abstand und ein damit einhergehendes Zeitin tervall während eines Förderns des Stroms an Segmenten für einen Zugriff auf ein Segment genutzt werden kann. Beispielsweise kön nen einer oder mehreren Entnahmevorrichtungen einer Zellstapel vorrichtung in dem Zeitintervall zwischen dem Ende eines ersten geförderten Segments und dem Beginn eines zweiten geförderten Segments ausreichend Zeit eingeräumt werden, um wieder, insbe sondere aus einer Abgabe- oder Warteposition, in eine Entnahme position bewegt zu werden. Der Ablauf des Aufspaltens ähnelt in gewisser Weise einem Öffnen eines Reißverschlusses, bei dem im geschlossen Zustand alle Elemente quasi ohne Abstand aneinander liegen und nach dem Öffnen in etwa den Abstand eines Elementes zwischen sich haben. Es ist jedoch für die Erfindung von Vorteil, wenn die Segmente, im Unterschied zu dem Reißverschluss-Ver gleich, in dem Strom mit der Anzahl A pro Zeiteinheit einen gewis sen Abstand aufweisen, insbesondere nicht Kante an Kante oder Ende an Ende liegen. Das Aufspalten kann man sich auch so vor stellen, dass in dem Strom an Segmenten mit der Anzahl A Segmen te des Stroms mit der Anzahl B und Segmente des Stroms mit der Anzahl C alternierend hintereinander liegen, etwa „gelbe“ und „rote“ Segmente B beziehungsweise C. In einem Abgabebereich, bei spielsweise G1 , wird der Strom an Segmenten mit der Anzahl A auf gespalten und werden die Segmente des Stroms mit der Anzahl B und Segmente des Stroms mit der Anzahl C entsprechend ihrer al ternierenden Abfolge übergeben oder passieren gelassen. Das Farbbeispiel aufgreifend würde dann ein Strom an „gelben“ Segmen ten mit der Anzahl B pro Zeiteinheit und ein Strom an „roten“ Seg menten mit der Anzahl C erzeugt. Bei beiden Strömen „B“ und „C“ würden die Segmente jeweils einen Abstand zueinander aufweisen, der größer oder in etwa gleich der Länge eines Segments ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Transportgeschwindigkeit der Ströme an Segmenten mit der Anzahl A pro Zeiteinheit, der Anzahl B pro Zeiteinheit und der Anzahl C pro Zeiteinheit zumindest in etwa gleich gehalten werden. Es lassen sich vorteilhaft Abstände zwi schen den Segmenten in den Strömen „B“ und „C“ auf einfache Art und Weise erzielen, ohne die Segmente in den Strömen „B“ und/oder „C“ in ihrer Position verändern zu müssen, was eine be sonders schonende Handhabung der Segmente gewährleistet und hohe Durchsatzleistungen erlaubt.