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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR CONNECTING CONTINUOUS MATERIAL WEBS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/028165
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (10) for connecting continuous material webs (11, 12) for the energy cell-producing industry. The device (10) is designed to connect a running material web (11) to a new material web (12) and has a holding device (16) which is designed to hold the new material web (12) by means of negative pressure. At least one edge sensor (18) is provided for detecting the position of at least one edge (14) of the new material web (12) relative to the holding device (16) and/or the device (10). The holding device (16) can be moved relative to the device (10) parallel to the plane of the new material web (12) and perpendicularly to the conveyor direction (15) by means of a setting unit (19). The device (10) has a regulating unit (22) which is designed to read at least one edge sensor (18), actuate the setting unit (19), and move the holding device (16) such that the at least one edge (14) of the new material web (12) and the corresponding edge (13) of the running material web (11) have as little edge offset as possible parallel to the planes of the new material web (12) and the running material web (11) and perpendicularly to the conveyor direction (15).

Inventors:
HORN MATTHIAS (DE)
MEIER ARND (DE)
HAUL MICHAEL (DE)
HENNING AXEL (DE)
RÖDER RALPH (DE)
STAHL MALTE (DE)
BUSCH KARL RICHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/070600
Publication Date:
February 08, 2024
Filing Date:
July 25, 2023
Export Citation:
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Assignee:
KOERBER TECH GMBH (DE)
International Classes:
H01M10/04; B65H19/10; B65H19/18; B65H23/032
Domestic Patent References:
WO2004041694A22004-05-21
WO2005110903A12005-11-24
Foreign References:
KR102390172B12022-04-25
JP2001039593A2001-02-13
EP0167917B11988-02-24
JP3584456B22004-11-04
JP2006103891A2006-04-20
Attorney, Agent or Firm:
MÜLLER VERWEYEN PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Vorrichtung (10) zum Verbinden von endlichen Materialbahnen (11 , 12) für die Energiezellen produzierende Industrie, wobei

- die Vorrichtung (10) zur Verbindung einer ablaufenden Materialbahn (11) mit einer neuen Materialbahn (12) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vorrichtung (10) eine Haltevorrichtung (16) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die neue Materialbahn (12) mittels Unterdrucks zu halten, wobei

- mindestens ein Kantensensor (18) zur Detektion der Lage mindestens einer Kante (14) der neuen Materialbahn (12) zu der Haltevorrichtung (16) und/oder der Vorrichtung (10) vorgesehen ist, und wobei

- die Haltevorrichtung (16) gegenüber der Vorrichtung (10) parallel zur Ebene der neuen Materialbahn (12) und senkrecht zur Förderrichtung (15) mittels einer Stelleinheit (19) verschiebbar ist,

- die Vorrichtung (10) eine Regelungseinheit (22) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Kantensensor (18) auszulesen, die Stelleinheit (19) anzusteuern und die Haltevorrichtung (16) derart zu verschieben, dass die mindestens eine Kante (14) der neuen Materialbahn (12) und die entsprechende Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) einen möglichst geringen Kantenversatz parallel zu den Ebenen der neuen Materialbahn (12) und der ablaufenden Materialbahn (11) und senkrecht zur Förderrichtung (15) aufweisen.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kantensensor (18) an der Haltevorrichtung (16) zur Detektion einer Kante (14) der neuen Material- bahn (12) angeordnet ist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kantensensor (18) an der Vorrichtung (10) zur Detektion einer Kante (14) der neuen Materialbahn (12) angeordnet ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kantensensor (17) zur Detektion der Lage mindestens einer Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) zu der Haltevorrichtung (16) und/oder der Vorrichtung (10) vorgesehen ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kantensensor (17) an der Vorrichtung (10) zur Detektion einer Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) angeordnet ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (22) dazu eingerichtet ist, die relative Lage mindestens einer Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) zu der Lage mindestens einer Kante (14) der neuen Materialbahn (12) auszuwerten. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (22) dazu eingerichtet ist, den Kantenversatz einer Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) und der entsprechenden Kante (14) der neuen Materialbahn (12) durch Ansteuerung der Stelleinheit (19) zu minimieren. 8. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kantensensor (17, 18) ein optischer Sensor ist.

9. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (19) einen Schrittmotor (20) und ein Gestänge (21) umfasst.

10. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Materialbahn (12) und die ablaufenden Materialbahn (11) jeweils von einem Coil (24) abwickelbar sind, wobei die Coils (24) jeweils auf einer Coil- Aufnahme (25) der Vorrichtung (10) aufnehmbar sind, wobei wenigstens eine Coil-Aufnahme (25) eine Verschiebeeinheit (26) zur Verschiebung des Coils (24) relativ zur Vorrichtung (10) und parallel zur Drehachse des Coils (24) aufweist.

11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (22) dazu eingerichtet ist, den Kantenversatz einer Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) und der entsprechenden Kante (14) der neuen Materialbahn (12) durch Ansteuerung der Verschiebeeinheit (26) zu minimieren.

12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (26) zur Verschiebung eines seitlichen Anschlags (27) der Coilaufnahme (25) eingerichtet ist.

13. Verfahren zum Verbinden von endlichen Materialbahnen (11 , 12) für die Energiezellen produzierende Industrie mit einer Vor- richtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit den Schritten:

- Halten der neuen Materialbahn (12) mittels Unterdrucks durch die Haltevorrichtung (16); - Detektion der Lage mindestens einer Kante (14) der neuen

Materialbahn (12) zu der Haltevorrichtung (16) und/oder zu der Vorrichtung (10) durch mindestens ein Kantensensor (18);

- Auslesen mindestens eines Kantensensors (18) durch die Regelungseinheit; - Ansteuern der Stelleinheit (19) und Verschieben der Haltevorrichtung durch eine Regelungseinheit (22);

- Verschieben der Haltevorrichtung (16) derart, dass die mindestens eine Kante (14) der neuen Materialbahn (12) und die entsprechende Kante (13) der ablaufenden Materialbahn (11) einen möglichst geringen Kantenversatz parallel zu den Ebenen der neuen Materialbahn (12) und der ablaufenden Materialbahn (11) und senkrecht zur Förderrichtung (15) aufweist.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von endlichen Materialbahnen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von endlichen Materialbahnen für die Energiezellen produzierende Industrie, wobei die Vorrichtung zur Verbindung einer ablaufenden Materialbahn mit einer neuen Materialbahn eingerichtet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Verfahren.

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. 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 übereinander geschichteten Materialien auf, welche in der Regel aus einem Anodenmaterial auf einer Leiterfolie und einem Kathodenma- terial auf einer Leiterfolie und einer Separatorfolie bestehen, wobei die Separatorfolie zwischen dem Anodenmaterial und dem Katho- denmaterial angeordnet ist. Ein solcher Materialverbund kann in einer Energiezelle in einer gestapelten, gerollten oder gefalteten Anordnung vorliegen.

Für eine hohe Produktionsgeschwindigkeit werden die Materialien für Anode, Kathode und Separator soweit möglich als Materialbahnen verarbeitet. Hierbei werden die Materialbahnen, welche beispielsweise Halbzeuge oder auch Zwischenprodukte sein können, in der Regel als Bobine oder Coil geliefert oder in dieser Form zwischen unterschiedlichen Anlagen transportiert. Bobinen weisen zwangsläufig eine begrenzte Bahnlänge auf. Für eine möglichst hohe Produktionsrate und somit auch für geringe Produktionskosten ist eine kontinuierliche Produktion mit hoher Geschwindigkeit mit einer Endlosbahn vorteilhaft, so dass jeweils ablaufende Materialbahnen mit neuen Materialbahnen verbunden werden. Die entstehenden Verbindungstellen zwischen zwei Materialbahnen in der Endlosbahn können im weiteren Prozessverlauf problematisch sein, so dass die Verbindungsstellen möglichst wenig von den weiteren Teilen der Materialbahn abweichen sollen. Insbesondere kann ein seitlicher Versatz der Kanten an der Verbindungsstelle in weiteren Prozessschritten bei der Herstellung von Energiezellen, insbesondere Batteriezellen, zu Störungen führen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche eine Verbindung von Materialbahnen zu einer Endlosbahn mit einem möglichst gleichmäßigen Übergang zwischen den Materialbahnen ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen.

Es wird eine Vorrichtung zum Verbinden von endlichen Materialbahnen für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung zur Verbindung einer ablaufenden Materialbahn mit einer neuen Materialbahn eingerichtet ist. Die Vorrichtung weist eine Haltevorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die neue Materialbahn mittels Unterdrucks zu halten, wobei mindestens ein Kantensensor zur Detektion der Lage mindestens einer Kante der neuen Materialbahn zu der Haltevorrichtung und/oder der Vor- richtung vorgesehen ist. Die Haltevorrichtung ist gegenüber der Vorrichtung parallel zur Ebene der neuen Materialbahn, insbesondere im Bereich der Verbindungsstelle, und senkrecht zur Förderrichtung mittels einer Stelleinheit verschiebbar. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Regelungseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Kantensensor auszulesen, die Stelleinheit anzusteuern und die Haltevorrichtung derart zu verschieben, dass die mindestens eine Kante der neuen Materialbahn und die entsprechende Kante der ablaufenden Materialbahn einen möglichst geringen Kantenversatz parallel zu den Ebenen der neuen Materialbahn und der ablaufenden Materialbahn und senkrecht zur Förderrichtung aufweisen.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht die Verbindung, auch Spleiß genannt, von Materialbahnen für die Herstellung von Energiezellen, insbesondere Batteriezellen, beispielsweise Li- lonenbatterien, wobei die Verbindung mit der Vorrichtung fluchtend hergestellt werden kann. Vorzugsweise wird die Vorrichtung für statische Verbindungen eingesetzt, d.h. die zu verbindenden Materialbahnen bewegen sich im Bereich der Verbindung zum Zeitpunkt der Verbindung nicht relativ zur Vorrichtung. Die neue Materialbahn kann daher vor der Verbindung passend zur Vorrichtung und/oder zur ablaufenden Materialbahn ohne seitlichen Versatz ausgerichtet werden. Die neue Materialbahn ist daher im Bereich des Vorspanns vor dem Verbindungsprozess axial durch die Haltevorrichtung verschiebbar. Die Vorrichtung kann sowohl für Verbindungen mit Überlappung als auch für Verbindungen auf Stoß eingesetzt werden. Ein Kantenversatz beim Verbindungsprozess von Materialbahnen, beispielsweise durch einen Bobinenwechsel, kann durch die vorgeschlagene Vorrichtung vermieden werden, wodurch nachfolgende Prozess bei der Herstellung von Energiezellen diesbezüglich stö- rungsfrei durchgeführt und/oder mit geringen Fehlertoleranzen ausgelegt werden können.

Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Kantensensor an der Haltevorrichtung zur Detektion einer Kante der neuen Materialbahn angeordnet ist. Die Anordnung des Kantensensors an der Haltevorrichtung ist vorzugsweise am verschiebbaren Teil der Haltevorrichtung angeordnet, welche es ermöglicht, dass der Sensor mit der Haltevorrichtung verschoben werden kann. Hierdurch kann beispielsweise überprüft werden, dass die gehaltene Materialbahn der Verschiebung der Haltevorrichtung folgt.

Es wird weiterhin gemäß einer Weiterentwicklung vorgeschlagen, dass mindestens ein Kantensensor an der Vorrichtung zur Detektion einer Kante der neuen Materialbahn angeordnet ist. Die Anordnung des Kantensensors an der Vorrichtung ist daher vorzugsweise nicht am verschiebbaren Teil der Haltevorrichtung angeordnet. Auf diese Weise kann vor allem die Ausrichtung der neuen Materialbahn relativ zur Vorrichtung gemessen werden, wodurch die neue Materialbahn nicht nur ohne Kantenversatz zur ablaufenden Materialbahn ausgerichtet werden kann, sondern auch zur Vorrichtung selbst, so dass die verbundene Materialbahn in einer möglichst definierten und gleichbleibenden Lage aus der Vorrichtung zur Verbindung der Materialbahnen ausgeführt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens ein Kantensensor zur Detektion der Lage mindestens einer Kante der ablaufenden Materialbahn zu der Haltevorrichtung und/oder der Vorrichtung vorgesehen. Durch die Detektion der Lage mindestens einer Kante der ablaufenden Materialbahn ist es möglich, die Lage der Kante der neuen Materialbahn optimal auf die Lage der Kante der ablaufenden Materialbahn auszurichten.

Weiterhin ist in einer vorteilhaften Ausführungsform mindestens ein Kantensensor an der Vorrichtung zur Detektion einer Kante der ablaufenden Materialbahn angeordnet. Dies ermöglicht die Bestimmung der Lage mindestens einer Kante relativ zur Vorrichtung, so dass gemessen werden kann, wie die ablaufende Materialbahn relativ zur Vorrichtung ausgerichtet ist.

Vorzugsweise ist die Regelungseinheit dazu eingerichtet, die relative Lage mindestens einer Kante der ablaufenden Materialbahn zu der Lage mindestens einer Kante der neuen Materialbahn auszuwerten. Eine entsprechende Auswertung ermöglicht es, die momentane Abweichung oder Differenz der Kanten der ablaufenden und der neuen Materialbahn als Ist-Wert festzustellen.

Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Regelungseinheit dazu eingerichtet ist, den Kantenversatz einer Kante der ablaufenden Materialbahn und der entsprechenden Kante der neuen Materialbahn durch Ansteuerung der Stelleinheit zu minimieren. Die Regelungseinheit kann daher vorzugsweise den Ist-Wert des Kantenversatz auf Null steuern oder regeln. Es kann somit ein Kantenversatz oder eine entsprechende Differenz ausgeglichen werden. In weiteren möglichen Ausführungsformen kann die Regelungseinheit beispielsweise die Kantenversätze an einer der beiden oder beiden Kanten der Materialbahnen auf einen Kantenversatz innerhalb einer vorgegebenen Toleranz steuern oder regeln.

In vorteilhaften Ausführungsformen ist der mindestens eine Kantensensor ein optischer Sensor. Der optische Sensor ist vorzugsweise zur Detektion der Kante oder auch des Übergangs von Material der Materialbahn zu Luft in Bezug zu einer Sensorfläche des Kantensensors eingerichtet.

Gemäß einer weiteren Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Stelleinheit einen Schrittmotor und ein Gestänge umfasst. Dies ermöglicht eine präzise Verschiebung der Haltevorrichtung und somit auch eine präzise Verschiebung der gehaltenen Materialbahn.

Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die neue Materialbahn und die ablaufenden Materialbahn jeweils von einem Coil abwickelbar sind, wobei die Coils jeweils auf einer Coil- Aufnahme der Vorrichtung aufnehmbar sind, wobei wenigstens eine Coil-Aufnahme eine Verschiebeeinheit zur Verschiebung des Coils relativ zur Vorrichtung und parallel zur Drehachse der Coil- Aufnahme aufweist.

Dies ermöglicht eine verbesserte Positionierung der neuen und/oder der ablaufenden Materialbahn zueinander sowie auch zu einem vorgesehenen Bahnverlauf der Materialbahnen in der Vorrichtung.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Regelungseinheit dazu eingerichtet ist, den Kantenversatz einer Kante der ablaufenden Materialbahn und der entsprechenden Kante der neuen Materialbahn durch Ansteuerung der Verschiebeeinheit zu minimieren.

Hierdurch kann ein Kantenversatz beim Verbinden der ablaufenden Materialbahn mit der neuen Materialbahn minimiert werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Verschiebeeinheit zur Verschiebung eines seitlichen Anschlags der Coilaufnahme eingerichtet ist. Der Anschlag dient zur einfachen Positionierung des Coils auf der Coil-Aufnahme. Dennoch kann die Lage des Coils mit einem Coil-Kern auf der Coil-Aufnahme für jedes Coil unterschiedliche sein, was durch die vorgeschlagene Vorrichtung ausgeglichen werden kann.

Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Verbinden von endlichen Materialbahnen für die Energiezellen produzierende Industrie mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit den Schritten vorgeschlagen:

- Halten der neuen Materialbahn mittels Unterdrucks durch die Haltevorrichtung;

- Detektion der Lage mindestens einer Kante der neuen Materialbahn zu der Haltevorrichtung und/oder zu der Vorrichtung durch mindestens ein Kantensensor;

- Auslesen mindestens eines Kantensensors durch die Regelungseinheit;

- Ansteuern der Stelleinheit und Verschieben der Haltevorrichtung durch eine Regelungseinheit;

- Verschieben der Haltevorrichtung derart, dass die mindestens eine Kante der neuen Materialbahn und die entsprechende Kante der ablaufenden Materialbahn einen möglichst geringen Kantenversatz parallel zu den Ebenen der neuen Materialbahn und der ablaufenden Materialbahn und senkrecht zur Förderrichtung aufweist.

Weiterhin kann die Aufgabe der Erfindung auch durch die folgende Vorrichtung gelöst werden, welche auch eigenständig eine Erfindung sein kann.

Es wird eine Vorrichtung zum Verbinden von endlichen Materialbahnen für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung zur Verbindung einer ablaufenden Materialbahn mit einer neuen Materialbahn eingerichtet ist. Die neue Materialbahn und die ablaufenden Materialbahn sind jeweils von einem Coil abwickelbar, wobei die Coils jeweils auf einer Coil-Aufnahme der Vorrichtung aufnehmbar sind, wobei wenigstens eine Coil- Aufnahme eine Verschiebeeinheit zur Verschiebung des Coils relativ zur Vorrichtung und parallel zur Drehachse der Coil-Aufnahme aufweist.

Vorzugsweise ist mindestens ein Kantensensor zur Detektion der Lage mindestens einer Kante der neuen Materialbahn zu der Vorrichtung vorgesehen. Die Coil-Aufnahme ist gegenüber der Vorrichtung und parallel zur Drehachse der Coil-Aufnahme mittels einer Verschiebeeinheit verschiebbar. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Regelungseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Kantensensor auszulesen, die Verschiebeeinheit anzusteuern und das Coil auf der Coil-Aufnahme derart zu verschieben, dass die mindestens eine Kante der neuen Materialbahn und die entsprechende Kante der ablaufenden Materialbahn einen möglichst geringen Kantenversatz aufweisen, insbesondere parallel zu den Ebenen der neuen Materialbahn und der ablaufenden Materialbahn und senkrecht zur Förderrichtung.

Auch die weitere vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht die Verbindung, auch Spleiß genannt, von Materialbahnen für die Herstellung von Energiezellen, insbesondere Batteriezellen, beispielsweise Li- lonenbatterien, wobei die Verbindung mit der Vorrichtung fluchtend hergestellt werden kann. Das Coil mit der neuen Materialbahn kann daher vor der Verbindung passend zur Vorrichtung und/oder zur ablaufenden Materialbahn ohne seitlichen Versatz ausgerichtet werden. Ein Kantenversatz beim Verbindungsprozess von Materialbah- nen durch einen Bobinenwechsel kann durch die weitere vorgeschlagene Vorrichtung vermieden werden, wodurch nachfolgende Prozesse bei der Herstellung von Energiezellen diesbezüglich störungsfrei durchgeführt und/oder mit geringen Fehlertoleranzen ausgelegt werden können.

Es wird weiterhin gemäß einer Weiterentwicklung vorgeschlagen, dass mindestens ein Kantensensor an der Vorrichtung zur Detektion einer Kante der neuen Materialbahn angeordnet ist. Die Anordnung des Kantensensors an der Vorrichtung ist vorzugsweise nicht am verschiebbaren Teil der Coil-Aufnahme angeordnet. Auf diese Weise kann vor allem die Ausrichtung der neuen Materialbahn relativ zur Vorrichtung gemessen werden, wodurch die neue Materialbahn nicht nur ohne Kantenversatz zur ablaufenden Materialbahn ausgerichtet werden kann, sondern auch zur Vorrichtung selbst, so dass die Materialbahn in einer möglichst definierten und gleichbleibenden Lage aus der Vorrichtung zur Verbindung der Materialbahnen ausgeführt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens ein Kantensensor zur Detektion der Lage mindestens einer Kante der ablaufenden Materialbahn zu der Vorrichtung vorgesehen. Durch die Detektion der Lage mindestens einer Kante der ablaufenden Materialbahn ist es möglich, die Lage der Kante der neuen Materialbahn optimal auf die Lage der Kante der ablaufenden Materialbahn auszurichten.

Weiterhin ist in einer vorteilhaften Ausführungsform mindestens ein Kantensensor an der Vorrichtung zur Detektion einer Kante der ablaufenden Materialbahn angeordnet. Dies ermöglicht die Bestimmung der Lage mindestens einer Kante relativ zur Vorrichtung, so dass gemessen werden kann, wie die ablaufende Materialbahn relativ zur Vorrichtung ausgerichtet ist.

Vorzugsweise ist die Regelungseinheit dazu eingerichtet, die relative Lage mindestens einer Kante der ablaufenden Materialbahn zu der Lage mindestens einer Kante der neuen Materialbahn auszuwerten. Eine entsprechende Auswertung ermöglicht es, die momentane Abweichung oder Differenz der Kanten der ablaufenden und der neuen Materialbahn als Ist-Wert festzustellen.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Regelungseinheit dazu eingerichtet ist, den Kantenversatz einer Kante der ablaufenden Materialbahn und der entsprechenden Kante der neuen Materialbahn durch Ansteuerung der Verschiebeeinheit zu minimieren.

Die Regelungseinheit kann daher vorzugsweise den Ist-Wert des Kantenversatz auf Null steuern oder regeln. Es kann somit ein Kantenversatz oder eine entsprechende Differenz ausgeglichen werden. In weiteren möglichen Ausführungsformen kann die Regelungseinheit beispielsweise die Kantenversätze an einer der beiden oder beiden Kanten der Materialbahnen auf einen Kantenversatz innerhalb einer vorgegebenen Toleranz steuern oder regeln.

In vorteilhaften Ausführungsformen ist der mindestens eine Kantensensor ein optischer Sensor. Der optische Sensor ist vorzugsweise zur Detektion der Kante oder auch des Übergangs von Material der Materialbahn zu Luft in Bezug zu einer Sensorfläche des Kantensensors eingerichtet. Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen mit einer Haltevorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Verbinden von Materialbahnen mit einer Haltevorrichtung;

Fig. 3 eine isometrische Ansicht einer Haltevorrichtung;

Fig. 4 eine Coil-Aufnahme mit einem verschiebbaren Anschlag mit einem Coil einer Materialbahn;

Fig. 5 eine weitere Coilaufnahme mit einem verschiebbaren Anschlag mit einem Coil einer Materialbahn;

Fig. 6 eine Coil-Aufnahme, die auf einer Antriebswelle verschiebbar ist; und

Fig. 7 eine weitere Coil-Aufnahme, die auf einer Antriebswelle verschiebbar ist.

Figur 1 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zum Verbinden von endlichen Materialbahnen 11 , 12 für die Energiezellen, insbesondere Batteriezellen, produzierende Industrie mit einer Haltevorrichtung 16. Die Haltevorrichtung 16 ist dazu eingerichtet, eine neue Materialbahn 12 durch die Beaufschlagung einer Fläche mit Unterdrück, welche an der neuen Materialbahn 12 anliegt, zu halten. Die Lage einer Kante 14 der neuen Materialbahn 12, welche beispielsweise von einer Bobine abgerollt ist, wird durch den Kantensensor 18 erfasst.

Weiterhin ist in der Figur 1 ein weiterer Kantensensor 17 zur Erfassung der Lage einer Kante 13 einer ablaufenden Materialbahn 11 dargestellt. Dieser erfasst die Lage der ablaufenden Materialbahn 11 vor dem Verbindungsvorgang der ablaufenden Materialbahn 11 mit der neuen Materialbahn 12. Die ablaufende Materialbahn 11 wird in die Förderrichtung 15 gefördert. Die neue Materialbahn 12 steht im an der Haltevorrichtung gehaltenen Zustand relativ zur Vorrichtung 10 still. Die neue Materialbahn 12 kann durch eine Stelleinheit 19, welche in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Schrittmotor 20 und einem Gestänge 21 besteht, senkrecht zur Förderrichtung 15 und im gleichbleibenden Abstand zur ablaufenden Materialbahn 11 durch die Stelleinheit 19 verschoben werden. Die ablaufende Materialbahn 11 kann während der Ausrichtung in die Förderrichtung 15 gefördert werden oder ebenfalls relativ zur Vorrichtung 10 stillstehen.

Figur 2 zeigt die Vorrichtung 10 mit einer entsprechenden Haltevorrichtung 16 in einer seitlichen Ansicht. Die Kantensensoren 17, 18 werden durch die Regelungseinheit 22 ausgelesen. Auf Basis der Daten der Kantensensoren 17, 18 steuert die Regelungseinheit 22 die Stelleinheit 19, insbesondere den Schrittmotor 20 der Stelleinheit 19, derart, dass der Kantenversatz der Kante 13 der ablaufenden Materialbahn 11 und der Kante 14 der neuen Materialbahn 12 auf der gleichen Seite minimiert wird. Nach der Minimierung des Kantenversatzes kann durch die Vorrichtung 10 insbesondere eine statische Verbindung der neuen Materialbahn 12 mit der ablaufenden Materialbahn 11 , welche für den statischen Verbindungsvorgang angehalten wird, hergestellt werden. Figur 3 zeigt eine Detailansicht der verschiebbaren Haltevorrichtung 16. Weiterhin ist der Schrittmotor 20 der Stelleinheit 19 dargestellt, welcher über das Gestänge 21 die Verschiebung der Haltevorrichtung 16 bewirkt. An der Haltevorrichtung 16 sind einzelnen Bohrungen 23 für die Unterdruckbeaufschlagung zu erkennen, wodurch die neue Materialbahn 12 an der Haltevorrichtung 16 für die Ausrichtung und Verbindung mit der ablaufenden Materialbahn 11 fixierbar ist.

Die Figuren 4 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele von Coil-Aufnahmen 25, die zur Verschiebung eines auf der Coil- Aufnahme gelagerten Coils 24 relativ zur Vorrichtung 10 und parallel zur Drehachse des Coils 24 eingerichtet sind. Diese Ausführungsbeispiele der Coil-Aufnahmen 25 können sowohl zusätzlich neben einer verschiebbaren Haltevorrichtung 16 als auch als eigenständige Lösung ohne verschiebbare Haltervorrichtung 16 an einer Vorrichtung 10 vorgesehen sein.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 4 zeigt eine Coil-Aufnahme 25 mit einem Coil 24, das auf der Coil-Aufnahme 25 gelagert ist. Die Coil-Aufnahme 25 weist zudem einen Anschlag 27 für das Coil 24. Der Anschlag 27 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Ring 28 mit einem Innengewinde 29 ausgeführt. Der Ring 28 ist mit dem Innengewinde 29 auf den Spannkopf 30 aufgeschraubt.

Der Ring 28, der den Anschlag 27 für das Coil 24 bildet, ist durch die Verschiebeeinheit 26, welche einen Verstellmotor 31 aufweist, drehbar. Der Verstellmotor 31 ist durch eine Antriebsmittel 32, bei- spiels ein Ritzel oder eine Antriebsrolle, mit dem Ring 28 verbunden. Das Antriebsmittel 32 ist mit dem Ring 28 gekoppelt. Es ist eine schaltbare Kupplung 33 vorgesehen, durch die erreicht wird, dass der Verstellmotor 31 im Verstellbetrieb eingekuppelt und im Normalbetrieb ausgekuppelt werden kann, so dass dieser nicht mitdrehen muss. Je nach Drehsinn des Verstellmotors 31 und des Antriebsmittels 32 kann der Ring 28 vor- und zurück bewegt werden, sofern die Kupplung 33 geschlossen ist. Am Rand des Rings 28 ist ein Lager 35 vorgesehen, welches in Kontakt mit dem Coil 24 oder dem Kern des Coils tritt und Relativgeschwindigkeiten beim Verstellen des Anschlags 27 ausgleicht.

Auf diese Weise kann die axiale Position des Coils 24 und somit die Lage der Kante 13 der neuen Materialbahn 11 oder entsprechend die Lage der Kante 14 der ablaufenden Materialbahn 12 verstellt werden.

Mit einem entsprechenden Kantensensor 17, 18 zur Erfassung der Lage der Kante 13 oder der Kante 14 kann beispielsweise die Regelungseinheit 22 die Verschiebe-Einheit 26 ansteuern, um die Lage der Kante 13 und/oder Kante 14 auf eine Ziellage zu regeln.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Coil-Aufnahme 25 mit einem verschiebbaren Anschlag 27. Dieses Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 4, wobei der Ring 28 mit dem Innengewinde 29 an den Spannkopfflansch 34 aufgeschraubt ist. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 dreht sich der Ring 28 im Normalbetrieb nicht mit. Das Lager 35 am Ende des Rings 28 gleicht die beim Ablaufen der Materialbahn 11 , 12 auftretende Relativgeschwindigkeit aus. Der Ring 28 steht daher im Normalbetrieb still und wird zur Verschiebung des Anschlags 27 auf die Verstelleinheit 28 mit dem Antriebsmittel 32 und dem Verstellmotor 31 gedreht. Im Ausführungsbeispiel der Figur 5 kann daher auf eine Kupplung 33 verzichtet werden. Weiterhin können die verschiebbaren Anschläge 27 der Ausführungsbeispiele der Figuren 4 und 5 auch zum Vorschieben eines leeren Coil-Kern genutzt werden, um beispielsweise eine automatische Entnahme zu erleichtern.

In den Figuren 6 und 7 sind weitere Ausführungsbeispiele von Coil- Aufnahmen 25 gezeigt, wobei in diesen Ausführungsbeispielen das Coil 24 zusammen mit der Spanneinheit 36 und der Antriebswelle 37 axial, parallel zur Drehachse des Coils 24 verschoben und ausgerichtet werden kann.

Beide Ausführungsbeispiele weisen einen Stellring 38 mit einem Gewinde 39 auf. Der Stellring 38 kann mit einem Antriebsmittel 32, beispielsweise einem Stirnrad oder einem Zahnriemen durch einen Verstellmotor 31 , beide nur schematisch dargestellt, gedreht werden. Die Drehbewegung des Stellrings 38 bewirkt eine axiale Verschiebung der Antriebswelle 37 und der Spanneinheit 36, auf der ein Coil 24 aufgespannt werden kann. Je nach Drehbewegung ist eine Verstellung in beide Richtungen parallel zur Drehachse der Spanneinheit 36 und der Antriebswelle 37 möglich.

Die Antriebswelle 37 ist axial verschieblich in einer Hohlwelle 41 gelagert, beispielsweise über eine Gleitbuchse oder Keilnutverbindung. Zur Übertragung der Drehbewegung auf die äußeren Wälzlager 42 ist die Hohlwelle 41 über ein Passfeder 40 mit der Antriebswelle 37 verbunden.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist eine Getriebe 42 mit der einer Kupplung 33, die eine axiale Relativbewegung ermöglicht, mit der Antriebswelle 37 verbunden. Das Getriebe 42 kann beispielsweise auf einem Drehteller der Vorrichtung 10 angeordnet sein.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 7 weist die Coil-Aufnahme 25 im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 6 keine Kupplung 33 auf. Das Getriebe 43 ist in diesem Ausführungsbeispiel direkt auf die Antriebswelle 37 montiert. Weiterhin ist eine Drehmomentstütze 44 vorgesehen, welche das Getriebe 43 fixiert und gleichzeitig eine axiale Beweglichkeit des Getriebes 43 mit der Antriebswelle 37 er- möglicht.

Die verschiebbaren Coil-Aufnahmen 25 der Ausführungsbeispiele der Figuren 6 und 7 ermöglichen den Bahnverlauf einer Materialbahn 11 , 12 axial auszurichten. Es kann beispielsweise die Position der aktuell laufenden Materialbahn 11 , 12 durch einen Kantensensor 17, 18 erfasst werden, und ein auf der Coil-Aufnahme 25 geführtes Coil 24 axial verschieben, so dass die Materialbahn 11 , 12 auf eine Sollposition gesteuert oder geregelt werden kann.

Bezugszeichenliste:

10 Vorrichtung

11 neue Materialbahn

12 ablaufende Materialbahn

13 Kante

14 Kante

15 Förderrichtung

16 Haltevorrichtung

17 Kantensensor

18 Kantensensor

19 Stelleinheit

20 Schrittmotor

21 Gestänge

22 Regelungseinheit

23 Bohrungen

24 Coil

25 Coil-Aufnahme

26 Verschiebeeinheit

27 Anschlag

28 Ring

29 Innengewinde

30 Spannkopf

31 Verstellmotor

32 Antriebsmittel

33 Kupplung

34 Spannkopfflansch

35 Lager

36 Spanneinheit

37 Antriebswelle

38 Stellring 39 Gewinde

40 Passfeder

41 Hohlwelle

42 Wälzlager 43 Getriebe

44 Drehmomentstütze