Grob-Werke Patente

Um ein kompaktes, leichtes und dennoch leistungsstarkes und zuverlässiges Bauteil Bauteil (26) einer elektrischen Maschine - wie insbesondere einen Hairpin-Stator - zu erhalten, schafft die Erfindung ein im Zuge der Großserienherstellung des Bauteils (26) durchzuführendes Leiterendenschweißverfahren zum Verschweißen eines ersten Leiterendes (24.1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einem zweiten Leiterende (24.1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wobei das erste und das zweite Leiterende (24.1, 24.2) nebeneinanderliegen, so dass ihre Endflächen (44) im Wesentlichen in die gleiche Richtung zeigen, wobei das Leiterendenschweißverfahren die Schritte umfasst: a) Fügen des ersten und zweiten Leiterendes (24.1, 24.2) mittels Schweißens mit einem Laserschweißstrahl (5) derart, dass sich an den Endflächen (44) des ersten und zweiten Leiterendes (24.1, 24.2) eine Schmelzmaterialansammlung (46) ausbildet, und b) Nachbearbeiten der Schmelzmaterialansammlung (46) durch Abfahren der Schmelzmaterialansammlung (46) einschließlich deren Randbereichen (48) mittels eines Lasernachbearbeitungsstrahls (50) zur Nacherwärmung derart, dass die Oberfläche der Schmelzmaterialansammlung (46) durch eine sich darunter befindliche flüssige Schmelze oberflächenspannungsbedingt abgerundet wird.

Zur Qualitätsverbesserung bei geringerem apparativem Aufwand bei einer Stapelbildung aus Wiederholkomponenten im Rahmen der Herstellung von elektrischen Energiequellen schafft die Erfindung eine (Mess-)Anordnung (14) mit einem Messaufnehmer (32, 32b) für eine Messeinrichtung (34) zum Messen einer Position einer Wiederholkomponente (18) für die Erzeugung von Zellen einer elektrischen Energiequelle, wobei die Anordnung (14) einen flächig ausgebildeten Niederhalter (28) zum Niederhalten der Wiederholkomponente (18) aufweist, in dem der Messaufnehmer (32, 32b) angeordnet ist, zum Senden eines Sendesignals (36) auf die Wiederholkomponente (18) und zum Empfangen eines Antwortsignals (38) ausgebildet ist, und einen Schnittstellenbereich (46) zur Verbindung mit einer außerhalb des Niederhalters (28) ausgebildeten Sende- und/oder Empfangseinheit (48, 49) und/oder Auswerteeinheit (50) der Messeinrichtung (34) aufweist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Verbindung zweier Materialbahnen (22.1, 22.2), beispielsweise zweier Separatorbahnen einer Energiezelle, bei einem Coilwechsel, umfassend: eine erste Coilaufnahme (101.1) zur Aufnahme eines ersten Coils (37.1) einer ersten Materialbahn (22.1), eine zweite Coilaufnahme (101.2) zur Aufnahme eines zweiten Coils (37.2) einer zweiten Materialbahn (22.2), eine Spliceeinrichtung (102) zur Verbindung der ersten Materialbahn (22.1) des ersten Coils (37.1) mit der zweiten Materialbahn (22.2.) des zweiten Coils (37.2), wobei die Spliceeinrichtung (102) Mittel zum Aufheizen (104) der ersten und zweiten Materialbahn (22.1, 22.2) aufweist, um die erste und zweite Materialbahn (22.1, 22.2) miteinander zu verschweißen. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Anlage (10) zur Großserienherstellung von Energiezellen, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (100) und ein Verfahren (200) zur Verbindung zweier Materialbahnen (22.1, 22.2), beispielsweise zweier Separatorbahnen einer Energiezelle bei einem Coilwechsel.

Zur Verbesserung einer Serienfertigung von Zellkontaktsystemen (12) im Rahmen der Großserienherstellung von Batterieclustern, wie sie z.B. in Batterien von Elektrofahrzeugen Verwendung finden, schafft die Erfindung eine Zellkontaktsystembearbeitungsvorrichtung (10) zum Bearbeiten von Zellkontaktsystemen (12), die zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen zu einem Batteriecluster dienen, wobei die Zellkontaktsystembearbeitungsvorrichtung (10) eine Flussmittelaufbringeinrichtung (16), die zum selektiven Auftragen von Flussmittel auf zumindest einen vorbestimmten Bereich (18) von zumindest einem Zellkontaktsystem (12) ausgebildet ist, und eine Flussmitteltrocknungseinrichtung (20) aufweist, die zum Trocknen und/oder Aushärten des durch die Flussmittelaufbringeinrichtung (16) aufgetragenen Flussmittels durch gezieltes Aufbringen von Wärmeenergie auf den zumindest einen vorbestimmten Bereich (18) ausgebildet ist.

Zur Verbesserung einer Handhabung von losen Zellstapeln (12) bei einer Herstellung von elektrischen Energiequellen wird ein Werkstückträger (14) zum Halten des losen Zellstapels (12) vorgeschlagen. Der Werkstückträger (14) ist mit einem ersten und einem zweiten plattenförmigen Element (16, 18), einem zwischen den plattenförmigen Elementen (16, 18) gebildeten Aufnahmebereich (20), einem Haltemechanismus (22), der seitlich versetzt zu dem Aufnahmebereich (20) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, das erste und das zweite plattenförmige Element (16, 18) relativ zueinander beweglich aneinander zu halten und mittels eines Kraftspeichers (28) zueinander zu spannen, und einem Öffnungsmechanismus (30) zum zerstörungsfreien Lösen des zweiten plattenförmigen Elements (18) von dem ersten plattenförmigen Element (16) versehen.

Die Erfindung betrifft eine Andrückvorrichtung (10) zum Andrücken wenigstens eines ersten Fügepartners (14) an wenigstens einen zweiten Fügepartner (16) bei einem Fügen von Batteriezellen (18) und Zellverbindern (20) während einer Batteriemodulmontage. Um den Aufwand zum Einstellen oder zur Inbetriebnahme zu verringern und die Prozesssicherheit zu erhöhen, weist die erfindungsgemäße Andrückvorrichtung mehrere pneumatische Kolben (2, 22-1, 22-2), die dazu eingerichtet sind, im Betrieb ein gemeinsames Gasvolumen (24) zu bilden, und mehrere Niederhalter (26) auf, die dazu eingerichtet sind, mittels der pneumatischen Kolben (22, 22-1, 22-2) gleichzeitig gegen den wenigstens einen ersten Fügepartner (14) gedrückt zu werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrodenherstellverfahren (1) zum Herstellen von Elektrodenstücken (2), insbesondere Kathoden, für Batteriezellen, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Elektrodenbandmaterials (3), das einen beschichteten Bereich (3.1) und an wenigstens einer Seite des beschichteten Bereichs (3.1) einen unbeschichteten Bereich (3.2) aufweist; Fördern des Elektrodenbandmaterials (3) durch eine Förderstrecke (4), wobei zur Erzeugung einer vorbestimmten Bahnspannung eine Zugkraft größer als 0 N auf das Elektrodenbandmaterial (3) aufgebracht wird; und das Elektrodenbandmaterial (3) zumindest abschnittsweise auf eine Erwärmungstemperatur gleich oder größer als 50°C und/oder gleich oder kleiner als 110°C erwärmt wird. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Elektrodenherstelleinrichtung (5) zum Herstellen von Elektrodenstücken (2), insbesondere Kathoden, für Batteriezellen.

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Um Bauteile (12), deren Wandstärke über die Bauteilhöhe variieren können, mit hoher Qualität bei geringerem Aufwand tropfenbasiert additiv fertigen zu können, wird ein computerimplementiertes Verfahren zum Generieren eines Steuerungsdatensatzes für jede Schicht vorgeschlagen, wobei zunächst eine theoretischen Anzahl x<th> an Bahnen aus dem Quotienten zwischen der Schichtbreite s und einem vorbestimmten Soll-Linienabstand dLo errechnet wird, diese theoretische Anzahl auf nächsthöhere natürliche Zahl aufgerundet und auf die nächstliegende tiefere natürliche Zahl abgerundet wird, dann jeweils Datensätze mit der aufgerundeten und der abgerundeten Anzahl erzeugt werden und dann diese Datensätze für die abgerundete Anzahl und die aufgerundete Anzahl mit abhängig von dem Bauteil vorbestimmten Sollwerten verglichen werden. Anschließend erfolgt eine Auswahl eines der Datensätze als Steuerdatensatz basierend auf diesem Vergleich.

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Zur Reduzierung von Aufwand und Kosten einer Zellherstellung in einem kontinuierlichen Verfahren bei hoher Qualität schafft die Erfindung ein Elektrodenstrangbereitstellverfahren zum Bereitstellen wenigstens eines Elektrodenstrangs (32, 88), der wenigstens eine Separatorbahn (34.1, 34.2) sowie wenigstens ein daran fixiertes Elektrodenmaterial (50.1, 50.2, 36.1, 36.2) aufweist, umfassenda) Laminieren eines ersten Elektrodenmaterials (50.1, 36.1) an eine erste Separatorbahn (34.1) in einer ersten Laminierstation (46.1) mittels eines ersten Laminierwerkzeugs (76.1) unter Zwischenfügen einer Linerbahn (100), um ein Anhaften von zu laminierendem Material an dem ersten Laminierwerkzeug (76.1) zu verhindern,b) Laminieren eines zweiten Elektrodenmaterials (50.2, 36.2) an eine Separatorbahn (34.1, 34.2) in einer zweiten Laminierstation (46.2) mittels eines zweiten Laminierwerkzeugs (76.2) unter Zwischenfügen einer Linerbahn (100), um ein Anhaften von zu laminierenden Material an dem zweiten Laminierwerkzeug (76.2) zu verhindern,wobei in Schritt a) und b) dieselbe Linerbahn (100) verwendet wird.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen einer Spulenmatte (18) von einer sich länglich erstreckenden Halterung (12) und Einfügen der Spulenmatte (18) in eine ringförmige Anordnung (28) von nach außen öffnender Nuten (30), die beispielsweise an einem Fügewerkzeug (40) zum Einfügen der aufgewickelten Spulenmatte (18) in nach innen geöffnete Bauteilnuten eines Stators oder dergleichen Bauteil (42) ausgebildet ist. Um eine schonendere und zuverlässigere Übergabe mit geringerem Risiko von Beschädigungen oder Fehlern zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, die Höhen von Zähnen (20) der Halterung (12) und/oder die radialen Längen von Nutbegrenzungselemente (32), die an der Dreheinheit (14) die Nuten (30) begrenzen in einem Übergabebereich (36), in dem Drahtabschnitte (24) der Spulenmatte unter ständiger beidseitiger Führung erst durch die Zähne (20) und dann durch die Nutbegrenzungselemente (32) übergeben werden, derart einzeln einzustellen, dass die Höhen der Zähne (32) bzw. die Längen der Nutbegrenzungselemente (32) im Zentrum (50) des Übergangsbereichs (36) jeweils kleiner als an den Randbereichen (52) des Übergangsbereichs (36) sind. Hierdurch wird gegenüber einem Zustand ohne individuelle Einstellung die Bogenlänge des Übergabebereichs (36) verlängert, was zu verbesserter Führung und geringerer Belastung an der Spulenmatte (18) führt.

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Um ein Vereinzeln von Elektrodenstücken für eine Großserienherstellung von Batteriezellen für Elektrofahrzeuge oder dergleichen zu verbessern, schafft die Erfindung ein Schneidverfahren und eine Schneidvorrichtung (10), bei denen während einer Förderung eines Elektrodensubstrats (16) durch eine Schneideinrichtung (12) wenigstens eine Ableiterfahne (20) aus einem Ableiterstreifen eines Elektrodensubstrats (16) freigeschnitten wird, wobei in einer Förderrichtung (68) gesehen nach der Ableiterfahne (20) ein Abschnitt (26) nicht benötigten Materials des Ableiterstreifens (24) entsteht, und dann die mit freigeschnittener Ableiterfahne (20) versehenen Elektrodenstücks (14) durch Durchschneiden des Elektrodensubstrats (16) einschließlich Aktivmaterials (18) und auch des in Schritt b) ausgeschnittenen Abschnitts (26) vereinzelt werden. Dadurch wird der Abschnitt (26) verkleinert und lässt sich sicherer aus der Schneideinrichtung (12) entfernen.

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Um die Handhabung von Nutdeckschiebern wesentlich zu vereinfachen und insbesondere automatisierbar zu machen, schafft die Erfindung ein im Zuge der Herstellung eines Stators (14) durchzuführendes Vereinzelungsverfahren zum Vereinzeln von Nutdeckschiebern (12) zum Abdecken von mit Leitern zum Bilden einer Spulenwicklung versehenen Statornuten (16), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Menge (18) von leistenförmigen Nutdeckschiebern (12) derart, dass die Nutdeckschieber (12) zueinander in Längsrichtung ausgerichtet, ansonsten ungeordnet als Schüttgut vorliegen, b) Bereitstellen eines Gegenstücks (20), das eine nach oben weisende Oberfläche (22) mit wenigstens einer an die Form der Nutdeckschieber (12) komplementär angepassten nach oben offenen Nut (24) aufweist, c) Anordnen der Menge (18) von Nutdeckschiebern (12) parallel zu der wenigstens einen Nut (24); d) relatives Bewegen der Menge (18) von Nutdeckschiebern (12) und des Gegenstücks (20) in Richtung quer zu der Längserstreckung der Nut (24) und der damit ausgerichteten Nutdeckschieber (12), so dass die Menge (18) von Nutdeckschiebern (12) über den mit der Nut (24) versehenen Bereich der Oberfläche (22) bewegt wird, e) Einfügen eines Nutdeckschiebers (12) in die Nut (24), um den Nutdeckschieber (12) auch bezüglich seiner Drehlage um seine Längsachse in der Nut (24) auszurichten.

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