DE102023103417A1

DE102023103417A1 - Messanordnung und Messverfahren zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen in einem Zellstapel der Energiezellen produzierenden Industrie

Info

Publication number: DE102023103417A1
Application number: DE102023103417.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Lohse; Hanno Gast
Original assignee: Koerber Technologies GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2023-02-13
Filing date: 2023-02-13
Publication date: 2024-08-14

Abstract

Eine Messanordnung (30) für eine Maschine (10) der Energiezellen produzierenden Industrie zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen (70) in einem Zellstapel (90) umfasst eine erste Messvorrichtung (29), die in einer Messbeziehung zu in der Maschine (10) transportierten flächigen Elementen (70) stromaufwärts von dem Zellstapel (90) angeordnet ist, und eine zweite Messvorrichtung (40), die in einer Messbeziehung zu dem Zellstapel (90) angeordnet ist, sowie eine elektronische Auswerteeinheit (31). Die elektronische Auswerteeinheit (31) ist zur elementgenauen Zuordnung und Verrechnung der Messdaten von der ersten Messvorrichtung (29) und der Messdaten von der zweiten Messvorrichtung (40) zu demselben flächigen Element (70), und zur Erzeugung eines kombinierten Messwerts der Ausrichtung und/oder Orientierung des flächigen Elements (70) in dem Zellstapel (90) eingerichtet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung für eine Maschine der Energiezellen produzierenden Industrie zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen in einem Zellstapel, umfassend eine erste Messvorrichtung, die in einer Messbeziehung zu in der Maschine transportierten flächigen Elementen stromaufwärts von dem Zellstapel angeordnet ist, und eine zwei Messvorrichtung, die in einer Messbeziehung zu dem Zellstapel angeordnet ist, sowie eine elektronische Auswerteeinheit. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Messverfahren zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen in einem Zellstapel der Energiezellen produzierenden Industrie.
Vorrichtungen zur Herstellung eines Zellstapels für die Batteriezellenfertigung sind beispielsweise aus DE 10 2017 216 138 A1 und DE 10 2017 216 213 A1 bekannt.
In der Batteriezellenfertigung werden einzelne Verbund-Elemente, beispielsweise Monozellen umfassend die Schichten Separator, Kathode, Separator, Anode, zu einem Zellstapel gestapelt, der auch als Verbundzelle oder Unifiedcell bezeichnet wird. Dabei ist es sehr wichtig, dass die Elemente genau, in einem definierten Toleranzbereich, übereinandergestapelt werden.
Beim Stapeln der flächigen Elemente oder Verbundzellen ist es erforderlich, die relative Position der einzelnen Elektroden zueinander zu messen. Infolge des üblichen Aufbaus der Verbundzellen ist es jedoch nur eingeschränkt möglich, die Elektroden im Zellstapel zu detektieren, da eine Elektrode von Separatoren umschlossen ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Messanordnung und ein Messverfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, die relative Position der einzelnen Elektroden zueinander im Zellstapel zu messen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist die elektronische Auswerteeinheit zur elementgenauen Zuordnung und Verrechnung der Messdaten von der ersten Messvorrichtung und der Messdaten von der zweiten Messvorrichtung zu demselben flächigen Element, und zur Erzeugung eines kombinierten Messwerts der Ausrichtung und/oder Orientierung des flächigen Elements in dem Zellstapel eingerichtet.
Das Problem der im Stand der Technik nicht detektierbaren flächigen Elemente in dem Zellstapel wird daher erfindungsgemäß durch eine Fusion von Daten aus mehreren, gezielt an unterschiedlichen Positionen im Produktlauf angeordneten Messvorrichtungen gelöst.
Vorzugsweise findet die elementgenaue Zuordnung der Messdaten von der ersten Messvorrichtung und der Messdaten von der zweiten Messvorrichtung in der elektronischen Auswerteeinheit auf der Grundlage von einer Produktverfolgungseinrichtung übermittelter Daten statt. Vorzugsweise ist die Produktverfolgungseinrichtung in einer Maschinensteuerung der Maschine angeordnet. Die Auswerteeinheit ist vorteilhaft in der zweiten Messvorrichtung oder in der Maschinensteuerung angeordnet.
Demnach werden vorteilhaft von einer oder mehreren vorhergehenden, d.h. im Produktprozess früher angeordneten, Messvorrichtungen Qualitätsdaten aufgenommen und zur Maschinensteuerung übertragen. Die Produktverfolgung beispielsweise in der Maschinensteuerung hat die Information, wo sich welches Produkt oder flächige Element befindet, und speichert die Qualitätsdaten entsprechend. Wenn das Produkt oder flächige Element zur Stapelmessung bei der zweiten Messvorrichtung ist, werden die Qualitätsdaten von der ersten Messvorrichtung zu der zweiten Messvorrichtung übertragen. Anschließend können die Qualitätsdaten in der zweiten Messvorrichtung mit den Rohdaten von der ersten Messvorrichtung verrechnet werden. Die Ergebnisse werden daraufhin von der Messanordnung ausgegeben und beispielsweise zur Maschinensteuerung übertragen.
Vorzugsweise ist die erste Messvorrichtung im Produktlauf vor einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden von flächigen Elementen zu einem Verbundelement angeordnet. Dies ermöglicht die genaue Positionserfassung der flächigen Elemente durch die erste Messvorrichtung, bevor diese durch die Verbindung zu einem Verbundelement erschwert wird. Vorzugsweise ist die erste Messvorrichtung in einer zum Übereinanderlegen von flächigen Elementen auf einem Sammelförderer dienenden Zuführabschnitt der Maschine angeordnet. Auf einem solchen Sammelförderer wird der Positionsbezug der flächigen Elemente relativ zueinander hergestellt, so dass die erste Messvorrichtung die Relativposition der flächigen Elemente zueinander messen kann, wie sie später im Zellstapel vorliegt. Die erste Messvorrichtung ist daher vorzugsweise zur Ermittlung der relativen Position übereinandergelegter flächiger Elemente zueinander eingerichtet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Messvorrichtung in einer Messbeziehung zu einer Seitenfläche des Zellstapels angeordnet. Die erste Messvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens eine auf eine Förderebene gerichtete Kamera und/oder mindestens einen auf eine Förderebene gerichteten optischen Sensor, der zur Erfassung eines von einer Querkante eines an dem optischen Sensor vorbei geförderten flächigen Elements erzeugten optischen Übergangs eingerichtet ist. Vorzugsweise weist die erste Messvorrichtung mindestens einen ersten Sensor zur Erfassung erster flächiger Elemente und mindestens einen zweiten Sensor zur Erfassung zweiter flächiger Elemente auf, wodurch die unabhängige Positionserfassung von unterschiedlichen flächigen Elementen, insbesondere von Anoden und Kathoden, ermöglicht wird. Vorzugsweise ist der mindestens eine erste Sensor ist zur Messung der Position und/oder Ausrichtung von ersten Elektroden unmittelbar nach deren Auflegen auf den Sammelförderer eingerichtet. Vorzugsweise ist der mindestens eine zweite Sensor zur Messung der Position und/oder Ausrichtung von zweiten Elektroden unmittelbar nach deren Auflegen auf den Sammelförderer eingerichtet.
Die Erfindung stellt ebenfalls ein Messverfahren zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen in einem Zellstapel der Energiezellen produzierenden Industrie bereit, umfassend eine Messung an dem Zellstapel und eine Messung an in einem vorangehenden Abschnitt der Maschine transportierten flächigen Elementen. Die Messdaten von beiden Messungen werden zu demselben flächigen Element elementgenau zugeordnet und verrechnet, und ein kombinierter Messwert der Ausrichtung und/oder Orientierung des flächigen Elements in dem Zellstapel wird erzeugt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

1 eine beispielhafte Darstellung eines flächigen Elements;
2 eine schematische Ansicht einer Maschine zur Herstellung von Zellstapeln für die Energiezellen produzierende Industrie;
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung; und
4 eine schematische Draufsicht auf einen Zellstapel zur Erläuterung eines Toleranzbereichs für die flächigen Elemente.

Im Folgenden wird zunächst der Aufbau eines flächigen Verbundelements, hier einer Monozelle 91, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Eine Monozelle 91 ist ein Schichtsystem bestehend aus übereinander gelegten Schichten oder flächigen Elementen 70, nämlich einem Separator 92, einer Anode 93, einem weiteren Separator 94 und einer Kathode 95. Die Schichten der Monozelle 91 können miteinander verbunden sein, beispielsweise durch Laminieren oder auf andere Weise. Die Monozelle 91 kann dann auch als flächiges Verbundelement bezeichnet werden. Die Elektroden 93, 95 bestehen typischerweise aus Elektrodenmaterialien eines elektrochemischen und/oder galvanischen Akkumulators. Im Falle eines Lithium-Ionen-Akkus enthalten die Elektroden 93, 95 beispielsweise Lithium-Ionen. Die Separatoren 92, 94 dienen zur elektrischen Isolierung der Elektroden 93, 95 voneinander und bestehen beispielsweise aus einer Kunststofffolie, etwa aus einem thermoplastischen Material.
Zum Aufbau eines Zellstapels 90 wird eine Mehr- oder Vielzahl von Monozellen 91 übereinander gestapelt und ggf. mit einer Abschlusszelle abgeschlossen. Der Zellstapel 90 dient insbesondere zum Aufbau eines nicht gezeigten elektrochemischen und/oder galvanischen Akkumulators, beispielsweise eines Lithium-Ionen-Akkus. Der Zellstapel 90 kann auch auf andere Weise gebildet werden als aus Monozellen 91, beispielsweise durch flächige Verbundelemente mit einem anderen Aufbau, oder aus einzelnen flächigen Elementen 70, oder einer Kombination von Verbundelementen und einzelner flächiger Elemente 70.
Zellenstapel 90 werden mittels einer Maschine 10 hergestellt, die im Weiteren unter Bezugnahme auf die 2 schematisch beschrieben wird.
Die Maschine 10 umfasst einen Zuführabschnitt 11 zum Zuführen von Ausgangsmaterialien 12-15, nämlich endlose Separatorfolienbahnen und 13, 15 und endlose Ströme 12, 14 von Elektroden 93, 95, nämlich Kathoden und Anoden, und Ablegen derselben auf einem Sammelförderer 16, beispielsweise einem Bandförderer oder einem Rotationsförderer. In einem Ausführungsbeispiel werden zunächst vorgeschnittene Kathodenelemente 12, danach eine Separatorfolienbahn 13, sodann vorgeschnittene Anodenelemente 14 und schließlich eine weitere Separatorfolienbahn 15 auf den Sammelförderer 16 aufgelegt. Die Reihenfolge kann auch anders sein, beispielsweise zuerst Anodenelemente und danach Kathodenelemente, oder zuerst eine Separatorfolienbahn. Beim Auflegen der Elektroden 12, 14 erfolgt eine positionsgenaue Anordnung übereinander und relativ zueinander im Hinblick auf die zu erzielenden Verbundelemente bzw. Monozellen 91, siehe 1.
Die übereinandergelegten Materialschichten 12-15 werden mittels des Sammelförderers 16 zu einer nachfolgenden Verbindungsvorrichtung 17 gefördert, die in 2 nur schematisch gezeigt ist. In der Verbindungsvorrichtung 17 werden die Materialschichten 12-15 miteinander verbunden, beispielsweise durch Laminieren, oder Verschweißen oder Verkleben der Separatorfolien 13, 15 miteinander.
Die in der Verbindungsvorrichtung 17 gebildete Elektroden-Separator-Verbundbahn 18 wird nachfolgend einer Schneideinrichtung 19 zugeführt, in der die Elektroden-Separator-Verbundbahn 18 mittels Querschneiden in einzelne flächige (Verbund-)Elemente, beispielsweise Monozellen, geschnitten wird. Das Schneiden in der Schneideinrichtung 19 kann mechanisch oder beispielsweise mittels eines Laserstrahls erfolgen.
Die Verbindungsvorrichtung 17 und die Schneideinrichtung 19 können auch in der umgekehrten Reihenfolge angeordnet sein.
Die Verbundelemente oder Monozellen 91 werden in einem abschließenden Stapelabschnitt 20 der Maschine 10 zu einem Zellstapel 90 gestapelt, in dem somit eine Mehr- oder Vielzahl von flächigen Elementen 70 positionsgenau übereinander gestapelt sind. Der Stapelabschnitt 20 umfasst eine Fördereinrichtung 39, beispielsweise einen Rotationsförderer, insbesondere eine rotierend angetriebene Fördertrommel, mit dem die Verbundelemente 91 in eine 6-Uhr-Stellung gefördert und dort auf einen Zellstapel 90 abgelegt und somit gestapelt werden. Die hier vertikale Stapelrichtung 38 verläuft also parallel zur der in 2 gezeigten y-Achse. Die Verbundelemente 91 werden vorzugsweise auf einer Ablageeinrichtung 41, beispielsweise einem Ablagetisch oder Ablagebehälter, abgelegt, so dass der Zellstapel 90 auf oder in der Ablageeinrichtung 41 ruht.
Die Maschine 10 weist eine zentrale Maschinensteuerung 32 auf; dies ist in der Regel eine zentrale digitale Datenverarbeitungseinrichtung der Maschine 10. In der Maschinensteuerung 32 ist ein Produktverfolgungsabschnitt 33 vorgesehen, in der durch nicht gezeigte Sensoren erhaltene Information zur Position jedes einzelnen Produkts, d.h. jedes einzelnen flächigen Elements 70 und jedes einzelnen Verbundelements 91, in der Maschine 15 vorliegt.
Zur Messung der Stapelgenauigkeit von Verbundelementen 91, oder zur Vermessung der Position und/oder (Winkel-)Ausrichtung der einzelnen flächigen Elemente 70 in dem Zellstapel 90, weist die Maschine 10 eine Messanordnung 30 auf, die im Folgenden anhand der 3 erläutert wird.
Die Messanordnung 30 umfasst eine Messeinrichtung 40, die in dem Stapelabschnitt 20 und in einer Messbeziehung zu dem Zellstapel 90 angeordnet ist, wie in 2 gezeigt. Diese Messeinrichtung 40 wird im Folgenden als zweite Messeinrichtung 40 bezeichnet. Die zweite Messeinrichtung 40 ist vorzugsweise in einer Messbeziehung zu einer oder mehreren Seitenflächen Zellstapels 90 angeordnet.
Vorzugsweise umfasst die zweite Messeinrichtung 40 einen oder mehrere, besonders vorteilhaft mindestens drei, Abstandsmesssensoren, beispielsweise Triangulationssensoren oder mittels Laufzeitmessung arbeitende Sensoren. Die zweite Messeinrichtung 40 ist vorzugsweise zur Messung des Abstands einzelner flächiger Elemente 70 in dem Zellstapel 90 in zwei zueinander senkrechten Richtungen x, z senkrecht zu der Stapelachse y (siehe 2) eingerichtet. Vorteilhafte Ausführungsformen der zweiten Messeinrichtung 40 sind in den 1 und 2 der DE 10 2022 104 471.8 gezeigt, deren Offenbarungsgehalt samt der zugehörigen Beschreibung hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die Messanordnung 30 umfasst eine Auswerteeinheit 31, die vorzugsweise in der zweiten Messeinrichtung 40 angeordnet ist, aber beispielsweise auch in der Maschinensteuerung 32 angeordnet sein kann. Die Auswerteeinheit 31 ist, vergleichbar wie die Auswerteeinheit (dort 20) der DE 10 2022 104 471.8 , zur Auswertung der von der zweiten Messeinrichtung 40 übermittelten Messsignale eingerichtet. Die Auswerteeinheit 31 ist insbesondere zur Ermittlung der Position mindestens eines flächigen Elements 70 des Zellstapels 90 in zwei Richtungen x, z senkrecht zu der Stapelachse y eingerichtet, und vorzugsweise auch zur Ermittlung des Rotationswinkels φ (siehe 4) mindestens eines flächigen Elements 70 des Zellstapels 90 um die Stapelachse y, was auch als Ausrichtung des flächigen Elements 70 bezeichnet wird.
Durch den Aufbau der Monozelle 91 (siehe 1) ist es jedoch nur eingeschränkt möglich, die Position der Elektroden 93 und 95 in dem Zellstapel 90 zu detektieren, da jede Elektrode 93, 95 von Separatoren 92, 94 umschlossen ist. Dies gilt in verstärktem Maße für die Kathoden 95, die in der Regel geringere Abmessungen als die Anoden 93 haben und daher noch weiter innen im Zellstapel 90 liegen.
Erfindungsgemäß weist die Messanordnung 30 eine erste Messeinrichtung 29 auf, die in der Maschine 10 stromaufwärts (bezogen auf den Produktlauf) von der zweiten Messeinrichtung 40 angeordnet ist. Mittels der ersten Messeinrichtung 29 werden erste Qualitäts- oder Messdaten 34 von stromaufwärts des Stapelabschnitts 20 in der Maschine 10 transportierten flächigen Elementen 70 ermittelt. Die ersten Messdaten 34 umfassen insbesondere relative oder absolute Positionsdaten von mindestens einem flächigen Element 70, vorzugsweise von mindestens einer oder sämtlicher Elektroden 93, 95, und/oder Separatorblatt 92, 94, relativ zu einer Sollposition, d.h. die relative Position einer oder der Elektroden 93, 95, und/oder Separatorblatt 92, 94, innerhalb einer Monozelle 91. Vorteilhafte Ausführungsformen der ersten Messeinrichtung 29 sind in den 4 und 7 der DE 10 2022 105 873.5 gezeigt (dort als Kontrastsensoren 61-64, alternativ in Form einer oder mehrerer in Bezug zu der Förderebene angeordneter Kameras), deren Offenbarungsgehalt samt der zugehörigen Beschreibung hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die erste Messeinrichtung 29 ist vorzugsweise stromaufwärts der Verbindungsvorrichtung 17 angeordnet, siehe 2. Die erste Messeinrichtung 29 ist vorzugsweise in dem Zuführabschnitt 11 angeordnet. Die erste Messeinrichtung 29 misst vorteilhaft die Position der flächigen Elemente 70 bzw. der Elektroden 93, 95, nachdem diese auf den Sammelförderer 16 aufgelegt wurden, weil ab diesem Zeitpunkt die flächigen Elemente 70 einen festen Positionsbezug relativ zueinander aufweisen und zudem noch im Wesentlichen frei liegen und daher gut inspizierbar sind.
Die erste Messeinrichtung 29 weist vorzugsweise mindestens einen ersten Sensor 21 auf, der zur Messung der Position und/oder Ausrichtung von ersten Elektroden 12, 95 unmittelbar nach deren Auflegen auf den Sammelförderer 16 eingerichtet ist. Die erste Messeinrichtung 29 weist vorzugsweise mindestens einen zweiten Sensor 22 auf, der zur Messung der Position und/oder Ausrichtung von zweiten Elektroden 14, 93 unmittelbar nach deren Auflegen auf den Sammelförderer 16 eingerichtet ist. Die ersten und zweiten Sensoren 21, 22 ermöglichen eine individuelle Erfassung der Elektroden 93 und der Elektroden 95 (Anoden und Kathoden). Der erste Sensor 21 kann beispielsweise wie die Kontrastsensoren 61, 62 der DE 10 2022 105 873.5 ausgebildet sein. Der zweite Sensor 22 kann beispielsweise wie die Kontrastsensoren 63, 64 der DE 10 2022 105 873.5 ausgebildet sein. Andere Ausführungen sind möglich, beispielsweise mit je mindesten einer Kamera anstelle zweier Kontrastsensoren.
Die ersten Messdaten 34 werden in einer in 3 gezeigten Ausführungsform an die Maschinensteuerung 32 gesendet. Die Maschinensteuerung 32 hat durch die Produktverfolgung 33 die Information, wo sich welches flächige Element 70 im Produktlauf der Maschine befindet, und speichert die ersten Messdaten 34 mit entsprechender Zuordnung. Die entsprechende Information 35, d.h. die elementgenau zugeordneten ersten Messdaten, werden von der Maschinensteuerung 32 an die zweite Messvorrichtung 40 gesendet. Die Übermittlung der Information 35 zu einem bestimmten flächigen Element 70 geschieht vorzugsweise in zeitlichem Zusammenhang mit der zweiten Messung an dem flächigen Element 70, d.h. wenn das betrachtete flächige Element 70 bei der zweiten Messvorrichtung 40 angekommen ist. Nach der zweiten Messung in der zweiten Messvorrichtung 40 können die dort gemessenen zweiten Qualitäts- oder Messdaten mit den ersten Messdaten von der ersten Messvorrichtung 29 in der Auswerteeinheit 31 verrechnet werden. Das Ergebnis der Verrechnung, nämlich die kombinierten Qualitäts- oder Messdaten 36 mit hochgenauen Positionsdaten der einzelnen flächigen Elemente 70 in dem Zellstapel 90, werden anschließend zu der Maschinensteuerung 32 übertragen.
Alternativ zu der in 3 gezeigten Ausführungsform können die ersten Messdaten 34 auch direkt von der ersten Messvorrichtung 29 zu der zweiten Messvorrichtung 40, d.h. ohne Umweg über die Maschinensteuerung 32, gesendet werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Verrechnung der ersten und zweiten Messdaten in der Maschinensteuerung 32 stattfinden, d.h. die Auswerteeinheit 31 kann ganz oder teilweise in der Maschinensteuerung 32 angeordnet sein.
Nach dem zuvor gesagten wird das Problem der nicht detektierbaren Schichten oder flächigen Elemente 70 durch die Fusion von Daten aus mehreren, an unterschiedlichen Stellen des Produktlaufs angeordneten Messvorrichtungen 29, 40 gelöst.
In einer Weiterbildung der Erfindung soll zusätzlich zu der (relativen) Position der flächigen Elemente 70 ermittelt werden, ob die einzelnen flächigen Elemente 70 in einem durch Toleranzgrenzen 43 definierten Toleranzbereich 44 liegen, siehe 4. Von der ersten Messvorrichtung 29 wird daher nicht nur die Position der einzelnen flächigen Elemente 70 gemessen und übertragen, sondern vorteilhaft auch weitere Messdaten der einzelnen flächigen Elemente 70, wie die Geradlinigkeit der Kanten, die Winkel in den Ecken, die Position der Ecken und/oder die Ausrichtung cp. Mittels dieser weiteren Daten lässt sich ermitteln, ob und wie genau jedes flächige Element 70, bezogen auf den Zellstapel 90, innerhalb des Toleranzbereichs 44 liegen.
Die Ablageeinrichtung 41 ist vorteilhaft entlang der Stapelachse y verstellbar, insbesondere absenkbar, um ein Messprofil der Messung mit der zweiten Messeinrichtung 40 (siehe unten) in der y-Richtung erhalten zu können.
Bezugszeichenliste:

10: Maschine
11: Zuführabschnitt
12: Elektrodenstrom
13: Separatorfolienbahn
14: Elektrodenstrom
15: Separatorfolienbahnen
16: Sammelförderer
17: Verbindungsvorrichtung
18: Elektroden-Separator-Verbundbahn
19: Schneideinrichtung
20: Stapelabschnitt
21: erster Sensor
22: zweiter Sensor
29: erste Messeinrichtung
30: Messanordnung
31: Auswerteeinheit
32: Maschinensteuerung
33: Produktverfolgungsabschnitt
34: erste Messdaten
35: zweite Messdaten
36: kombinierte Messdaten
38: Stapelrichtung
39: Fördereinrichtung
40: zweite Messeinrichtung
41: Ablageeinrichtung
42: elektronische Steuereinrichtung
43: Toleranzgrenzen
44: Toleranzbereich
90: Zellstapel
91: Monozelle
92: Separator
93: Elektrode
94: Separator
95: Elektrode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017216138 A1 [0002]
DE 102017216213 A1 [0002]
DE 1020221044718 [0026, 0027]
DE 1020221058735 [0029, 0031]

Claims

Messanordnung (30) für eine Maschine (10) der Energiezellen produzierenden Industrie zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen (70) in einem Zellstapel (90), umfassend eine erste Messvorrichtung (29), die in einer Messbeziehung zu in der Maschine (10) transportierten flächigen Elementen (70) stromaufwärts von dem Zellstapel (90) angeordnet ist, und eine zweite Messvorrichtung (40), die in einer Messbeziehung zu dem Zellstapel (90) angeordnet ist, sowie eine elektronische Auswerteeinheit (31), dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinheit (31) zur elementgenauen Zuordnung und Verrechnung der Messdaten von der ersten Messvorrichtung (29) und der Messdaten von der zweiten Messvorrichtung (40) zu demselben flächigen Element (70), und zur Erzeugung eines kombinierten Messwerts der Ausrichtung und/oder Orientierung des flächigen Elements (70) in dem Zellstapel (90) eingerichtet ist.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elementgenaue Zuordnung der Messdaten von der ersten Messvorrichtung (29) und der Messdaten von der zweiten Messvorrichtung (40) in der elektronischen Auswerteeinheit (31) auf der Grundlage von einer Produktverfolgungseinrichtung (33) übermittelter Daten stattfindet.
Messanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktverfolgungseinrichtung (33) in einer Maschinensteuerung (32) der Maschine (10) angeordnet ist.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messvorrichtung (29) im Produktlauf vor einer Verbindungsvorrichtung (17) zum Verbinden von flächigen Elementen (70) zu einem Verbundelement (91) angeordnet ist.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messvorrichtung (29) in einem zum Übereinanderlegen von flächigen Segmenten (70) auf einem Sammelförderer (16) dienenden Zuführabschnitt (11) der Maschine angeordnet ist.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messvorrichtung (11) zur Ermittlung der relativen Position übereinandergelegter flächiger Elemente (70) zueinander eingerichtet ist.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) in der zweiten Messvorrichtung (12) oder in einer Maschinensteuerung (14) angeordnet ist.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Messvorrichtung (12) in einer Messbeziehung zu einer Seitenfläche des Zellstapels (90) angeordnet ist.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messvorrichtung (11) mindestens einen ersten Sensor (21) zur Erfassung erster flächiger Elemente (12, 95) und mindestens einen zweiten Sensor (22) zur Erfassung zweiter flächiger Elemente (14, 93) aufweist.
Messverfahren zur Vermessung der Position und/oder Ausrichtung von flächigen Elementen (70) in einem Zellstapel (90) der Energiezellen produzierenden Industrie, umfassend eine erste Messung an flächigen Elementen (70) stromaufwärts von dem Zellstapel (90) und eine zweite Messung an flächigen Elementen (70) in dem Zellstapel (90), dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten von beiden Messungen zu demselben flächigen Element (70) elementgenau zugeordnet und verrechnet werden, und ein kombinierter Messwert der Ausrichtung und/oder Orientierung des flächigen Elements (70) in dem Zellstapel (90) erzeugt wird.