CN114420968A - 边框贴合装置及五合一成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种边框贴合装置及五合一成型设备，边框贴合装置包括CCM供料机构、贴合辊及回流机构。回流机构包括循环轨道及能够沿循环轨道移动的多个载板，多个载板能够依次移动至接料位置及贴合位置。载板在接料位置承接CCM片料后，能够将CCM片料转移至贴合工位进行贴合。每个载板可在接料位置调整至第一速度，从而顺利承接CCM片料。接着，承载有CCM片料的载板加速至第二速度，以与贴合辊实现同步。同时，还能够使相邻两个CCM片料之间产生所需的间隔。多个载板沿循环轨道不断流转，能够将CCM供料机构输出的CCM片料不断地转移至贴合位置。如此，边框料带及CCM料带在贴合过程中均可实现连续走带，从而显著提升燃料电池的生产效率。

Description

边框贴合装置及五合一成型设备

技术领域

本发明涉及燃料电池制备技术领域，特别涉及一种边框贴合装置及五合一成型设备。

背景技术

在燃料电池的生产过程中，需要先在CCM(catalyst coated membrane，催化剂/质子交换膜组件)的两侧贴合边框得到五合一组件。CCM与边框的贴合方式一般包括片对片贴合及不连续的卷对卷贴合。

片对片贴合方式中，CCM及边框来料均为片料，CCM与第一片边框进行对位贴合后的半成品再与另一片边框进行贴合。不连续的卷对卷贴合方式中，边框来料为卷料，CCM的来料也可为卷料。此时，需要先在设备上进行半断裁切并得到带跳距的单片CCM，再对跳距处的废料排废。接着，再将单片CCM与两层边框依次进行贴合。

片对片贴合的过程中，需要针对每个片料的CCM与边框都需要进行定位对齐。而在不连续的卷对卷贴合的方式中，贴合动作只能在料带不走带的情况下进行。因此，现有的贴合方式会导致燃料电池的生产效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升燃料电池的生产效率的边框贴合装置。

一种边框贴合装置，包括：

CCM供料机构，用于将以第一速度进给的CCM料带连续裁切成CCM片料；

贴合辊，边框料带能够绕经所述贴合辊；及

回流机构，包括循环轨道及能够沿所述循环轨道移动的多个载板，多个所述载板能够依次移动至接料位置并承接由所述CCM供料机构输出的所述CCM片料，并移动至贴合位置以使所承接的所述CCM片料与绕经所述贴合辊的所述边框料带贴合；

其中，每个所述载板的移动速度可调，且每个所述载板能够以所述第一速度通过所述接料位置，并能够加速至与所述贴合辊的线速度一致的第二速度通过所述贴合位置。

在其中一个实施例中，所述CCM料带经所述CCM供料机构裁切得到的相邻两个所述CCM片料之间不存在跳距，且位于所述接料位置的相邻两个所述载板相抵接，且相邻两个所述载板在向所述贴合位置转移的过程中产生间隔。

在其中一个实施例中，所述CCM供料机构包括：

CCM放卷轴，用于放卷所述CCM料带；

辊切组件，能够对所述CCM放卷轴放卷的所述CCM料带进行辊切，以得到多个所述CCM片料。

在其中一个实施例中，所述辊切组件包底辊及刀辊，所述CCM料带能够穿过所述底辊与刀辊之间，并由所述刀辊裁切成所述CCM片料。

在其中一个实施例中，所述CCM供料机构还包括：

托底膜放卷轴，用于放卷托底膜料带；

复合辊，位于所述辊切组件的上游，所述复合辊能够接收所述托底膜料带及所述CCM料带并复合得到第一复合料带，所述辊切组件能够对所述第一复合料带进行裁切并将所述CCM料带切断，以得到沿所述托底膜料带的延伸方向排列的多个所述CCM片料；

剥离刀，由所述裁切组件输出的所述第一复合料带能够在牵引力的作用下绕经所述剥离刀，以使所述CCM片料依次从所述托底膜料带上剥离并被所述载板承接。

在其中一个实施例中，所述剥离刀包括第一导向面及第二导向面，所述第一导向面与所述第二导向面之间呈锐角，所述第一复合料带能够依次经过所述第一导向面及所述第二导向面。

在其中一个实施例中，所述CCM供料机构还包括废料收卷轴，所述废料收卷轴用于收卷经过所述剥离刀的所述第一复合料带。

在其中一个实施例中，所述贴合辊为加热辊。

在其中一个实施例中，所述载板的承载面能够吸附所述CCM片料。

上述边框贴合装置，载板在接料位置承接CCM片料后，能够将CCM片料转移至贴合工位并与边框料带进行贴合。载板通过对移动速度进行调节，可在接料位置调整至第一速度，从而顺利承接CCM片料。接着，承载有CCM片料的载板加速至第二速度，以与贴合辊实现同步。同时，还能够使相邻两个CCM片料之间产生所需的间隔。多个载板沿循环轨道不断流转，能够将CCM供料机构输出的CCM片料不断地转移至贴合位置。如此，边框料带及CCM料带在贴合过程中均可实现连续走带，从而显著提升燃料电池的生产效率。

此外，本发明还提供一种五合一成型设备，包括如上述优选实施例中任一项所述的边框贴合装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明较佳实施例中边框贴合装置的结构示意图；

图2为图1所示边框贴合装置中回流机构的结构示意图；

图3为图1所示边框贴合装置中辊切组件的刀辊的表面展开示意图；

图4为本发明一个实施例中CCM料带裁切后的俯视图；

图5为本发明一个实施例中边框料带的层叠结构示意图；

图6为图5所示边框料带的俯视图；

图7为本发明一个实施例中第一复合料带的层叠结构示意图；

图8为本发明一个实施例中第二复合料带的层叠结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图8，本发明提供了一种五合一成型设备及边框贴合装置10，五合一成型设备包括该边框贴合装置10。其中，边框贴合装置10包括CCM供料机构100、贴合辊200及回流机构300。

CCM供料机构100能够将CCM料带20连续裁切成CCM片料21；待贴合的边框料带30能够绕经贴合辊200；回流机构300包括循环轨道310及多个载板320。多个载板320能够沿循环轨道310移动，从而将CCM供料机构100输出的CCM片料21依次转移至贴合辊200，并使CCM片料21与边框料带30进行贴合。

如图8所示，CCM片料21与边框料带30贴合后可得到第二复合料带60，边框料带30可以是上边框，也可以是下边框。边框料带30背向CCM片料21的一侧还附着有保护膜料带31。五合一成型设备还能够对第二复合料带60进行进一步的加工，譬如，在第二复合料带60贴有CCM片料21的一侧贴合另一个边框。

CCM料带20能够以第一速度匀速进给，贴合辊200则以第二速度带动其上的边框料带30转动。其中，第一速度及第二速度均为线速度，且第一速度小于第二速度。而且，CCM供料机构100能够对CCM料带20进行连续裁切。连续裁切指的是，在针对CCM料带20进行裁切的过程中CCM料带20无需停止走带，从而使得CCM料带20能够连续进给。

请再次参阅图1，在本实施例中，CCM供料机构100包括CCM放卷轴110及辊切组件120。其中，CCM放卷轴110用于放卷CCM料带20；辊切组件120能够对CCM放卷轴110放卷的CCM料带20进行辊切，以得到多个CCM片料21。CCM放卷轴110能够实现CCM料带20的连续放卷，而辊切组件120则能够通过辊切的方式对CCM料带20实现连续裁切。

需要指出的是，在其他实施例中，CCM供料机构100还可采用随动模切等方式对CCM料带20实现连续裁切。

具体在本实施例中，辊切组件120包底辊121及刀辊122，CCM料带20能够穿过底辊121与刀辊122之间，并由刀辊122裁切成CCM片料21。

刀辊122及底辊121一般在独立的驱动件，如伺服电机的驱动下进行旋转，且刀辊122与底辊121旋转的线速度相同。刀辊122与底辊121之间具有供CCM料带20穿过的间隙，底辊121起承载作用，在刀辊122裁切时能够支撑CCM料带20。

请一并参阅图3，刀辊122的外表面设有刀线1221，且刀线1221在刀辊110的外表面围成裁切图案1222。具体的，CCM料带20穿过刀辊122与底辊121之间的间隙，CCM料带20将受到刀线1221的挤压而被依次裁切成多个CCM片料21，且CCM片料21与刀辊122表面的裁切图案1222相匹配。本实施例中的刀辊122的外表面形成有两个裁切图案1222，故刀辊122每旋转一圈将裁切得到两个CCM片料21。

进一步的，在本实施例中，CCM供料机构100还包括托底膜放卷轴130、复合辊140及剥离刀150。

托底膜放卷轴130用于放卷托底膜料带40。托底膜料带40可以是PET膜，具有较好的韧性。复合辊140位于辊切组件120的上游，复合辊140能够接收托底膜料带40及CCM料带20并复合得到第一复合料带50，CCM料带20与托底膜料带40复合后才进入辊切组件120。复合辊140可由单独的驱动件带动，并可通过辊压的方式使托底膜料带40与CCM料带20实现复合。其中，辊切组件120对第一复合料带50进行裁切，裁切时将CCM料带20切断而不切断托底膜料带40，以得到沿托底膜料带40的延伸方向排列的多个CCM片料21。

托底膜料带40能够对CCM料带20提供支撑及保护，在辊切制备CCM片料21的过程中可作为CCM料带20的衬底。而且，裁切得到的多个CCM片料21依然能附着于托底膜料带40，并以托底膜料带40作为支撑载体进行转运，从而避免裁切得到的CCM片料21散落或位置发生偏移。

由裁切组件输出的第一复合料带50能够在牵引力的作用下绕经剥离刀150，以使CCM片料21依次从托底膜料带40上剥离。第一复合料带50绕经剥离刀150时，其走带方向将发生变化。由于CCM片料21具有一定的刚性，故CCM片料21将保持继续沿原走带方向输送，从导致CCM片料21与托底膜料带40之间将产生迫使两者相互远离的作用力。当托底膜料带40的粘接力不足以对抗上述作用力时，CCM片料21将从托底膜料带40分离，从而形成剥离角。而CCM片料21剥离后，可以将继续沿原走带方向移动，并被载板320承接。剥离刀150能够利用材料性质的差异将CCM片料21从托底膜料带40剥离，且剥离过程无需与CCM片料21发生接触，还能避免对CCM片料21造成损伤。

如图7及图8所示，CCM料带20的一侧附着有支撑膜料带22，用于在存储及放卷时保护CCM料带20的表面。辊切组件122进行裁切时，支撑膜料带22随CCM料带20同时被切断，并得到支撑膜片料23。在第一复合膜50绕经剥离刀150时，支撑膜片料23随CCM片料21共同从托底膜料带40上分离。

具体在本实施例中，剥离刀150包括第一导向面(图未标)及第二导向面(图未标)，第一导向面与第二导向面之间呈锐角，第一复合料带50能够依次经过第一导向面及第二导向面。剥离刀150呈楔形块状结构，第一复合料带50绕经剥离刀150时，将在第一导向面及第二导向面的结合处形成剥离尖角，从而实现CCM片料21的顺利剥离。

请再次参阅图1，在本实施例中，CCM供料机构100还包括废料收卷轴160，废料收卷轴160用于收卷经过剥离刀150的第一复合料带50。一方面，废料收卷轴160能够对第一复合料带50提供牵引力，以使第一复合料带50能够绕经剥离刀150；另一方面，废料收卷轴160还可将托底膜料带40及CCM料带20裁切产生的废料进行收卷，避免散落。

贴合辊200一般也由独立的驱动件，如伺服电机进行驱动。待贴合的边框料带30一般在制备时预先涂布有热熔胶，故贴合辊200一般是加热辊。因此，当边框料带30绕经贴合辊200时，贴合辊200能够通过加热将边框料带20上的热熔胶激活，以便于与CCM片料21贴合。当然，若边框料带30的初始粘性较高，则贴合辊200也可采用普通的压辊。

如图5及图6所示，边框料带30在延伸方向上依次形成有多个内框301，内框301区域的材料被镂空。在进行贴合时，多个CCM片料21需要依次与多个内框301对应的区域进行对齐并贴合。

请一并参阅图2，循环轨道310可由多个导轨拼接而成，多个载板320能够沿循环轨道310移动，从而在接料位置及贴合位置之间移动。具体的，循环轨道310包括上固定拼接导轨、下固定拼接导轨、左侧移动拼接导轨、右侧移动拼接导轨、左侧固定导轨及右侧固定导轨。左侧移动拼接导轨及右侧移动拼接导轨能够分别在左侧固定导轨及右侧固定导轨上进行上下移动，从而将载板320在上固定拼接导轨与下固定拼接导轨之间进行转移。

多个载板320可以逆时针循环，也可顺时针循环。在接料位置，多个载板320能够依次承接由CCM供料机构100输出的CCM片料21；承载有CCM片料21的载板320移动至贴合位置，载板320能够使所承接的CCM片料21与绕经贴合辊200的边框料带30贴合。

为了避免载板320在带动CCM片料21转移的过程中造成CCM片料21脱落或位移，具体在本实施例中，载板320的承载面能够吸附CCM片料21。载板320可通过静电吸附、负压吸附的方式吸附CCM片料21，从而避免CCM片料21在转移过程中相对于载板320发生移位。

进一步，每个载板320均包括独立的动力组件。具体的，动力组件可以是直线电机的动子，而循环轨道310上则设置有类似于直线电机的定子的结构，从而使得每个载板320均带有独立的动力。因此，每个载板320的移动速度可单独调节。而且，每个载板320能够以第一速度通过接料位置，并能够加速至第二速度通过贴合位置。如前所述，第二速度与贴合辊200的线速度一致，且第二速度大于第一速度。

边框贴合装置10启动工作时，载板320在接料位置以第一速度移动，与CCM供料机构100输出的CCM片料21保持相对静止，从而方便承接CCM片料21；接着，承载有CCM片料21的载板320离开接料位置，并加速至第二速度。如此，当载板320达到贴合位置时，所承载的CCM片料21便能够与贴合辊200上的边框料带20实现同步贴合。

同时，由于载板320加速的过程还可以增大与后一个载板320之间的距离。因此，进入贴合位置的相邻两个CCM片料21之间将产生所需的间隔，从而使得多个CCM片料21能够与边框料带30上的多个内框301一一对齐。

边框贴合装置10在初始状态下需进行调试，承接有CCM片料21的载板320到达贴合位置时，边框料带30上的一个贴合区域(一个内框301对应的区域)刚好移动至贴合辊200的贴合起点(贴合辊200的最低点)。而且，当下一个承接有CCM片料21的载板320达到贴合位置时，下一个贴合区域也刚好移动至贴合辊200的贴合起点。

请一并参阅图4，在本实施例中，CCM料带20经CCM供料机构100裁切得到的相邻两个CCM片料21之间不存在跳距，位于接料位置的相邻两个载板320相抵接，且相邻两个载板320在向贴合位置转移的过程中产生间隔。

具体的，刀辊122的表面相邻两个裁切图案1222彼此紧靠，中间仅由一条刀线1221隔开，故裁切得到的相邻两个CCM片料21之间便不存在跳距，即相邻两个CCM片料21之间刚好被切断而不产生废料。如此，能够显著减少物料的浪费，从而降低成本。此外，CCM料带20经裁切后，两侧的边缘会产生废料，该废料可随托底膜料带40共同被废料收卷轴160收卷。

由于相邻的两个载板320相抵接。因此，在前一个载板320完成CCM片料21的接料并离开接料位置时，后一个载板320便可立即进入接料位置并进行下一个CCM片料21的接料。如此，在CCM料带20连续走带并连续输出的CCM片料21时，能够保证CCM片料21被及时转移。

前一个载板320承接CCM片料21后，便加速向贴合位置移动，而此时后一个载板320则依然需要以第一速度在接料位置移动以顺利承接CCM片料21。如此，在向贴合位置转移的过程中，相邻两个载板320之间将产生间隔。

上述边框贴合装置10，载板320在接料位置承接CCM片料21后，能够将CCM片料21转移至贴合工位并与边框料带30进行贴合。载板320通过对移动速度进行调节，可在接料位置调整至第一速度，从而顺利承接CCM片料21。接着，承载有CCM片料21的载板320加速至第二速度，以与贴合辊200实现同步。同时，还能够使相邻两个CCM片料21之间产生所需的间隔。多个载板320沿循环轨道310不断流转，能够将CCM供料机构100输出的CCM片料21不断地转移至贴合位置。如此，边框料带30及CCM料带20在贴合过程中均可实现连续走带，从而显著提升燃料电池的生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种边框贴合装置，其特征在于，包括：

CCM供料机构，用于将以第一速度进给的CCM料带连续裁切成CCM片料；

贴合辊，边框料带能够绕经所述贴合辊；及

回流机构，包括循环轨道及能够沿所述循环轨道移动的多个载板，多个所述载板能够依次移动至接料位置并承接由所述CCM供料机构输出的所述CCM片料，并移动至贴合位置以使所承接的所述CCM片料与绕经所述贴合辊的所述边框料带贴合；

其中，每个所述载板的移动速度可调，每个所述载板能够以所述第一速度通过所述接料位置，并能够加速至与所述贴合辊的线速度一致的第二速度通过所述贴合位置。

2.根据权利要求1所述的边框贴合装置，其特征在于，所述CCM料带经所述CCM供料机构裁切得到的相邻两个所述CCM片料之间不存在跳距，位于所述接料位置的相邻两个所述载板相抵接，且相邻两个所述载板在向所述贴合位置转移的过程中产生间隔。

3.根据权利要求1所述的边框贴合装置，其特征在于，所述CCM供料机构包括：

CCM放卷轴，用于放卷所述CCM料带；

辊切组件，能够对所述CCM放卷轴放卷的所述CCM料带进行辊切，以得到多个所述CCM片料。

4.根据权利要求3所述的边框贴合装置，其特征在于，所述辊切组件包底辊及刀辊，所述CCM料带能够穿过所述底辊与刀辊之间，并由所述刀辊裁切成所述CCM片料。

5.根据权利要求3所述的边框贴合装置，其特征在于，所述CCM供料机构还包括：

托底膜放卷轴，用于放卷托底膜料带；

复合辊，位于所述辊切组件的上游，所述复合辊能够接收所述托底膜料带及所述CCM料带并复合得到第一复合料带，所述辊切组件能够对所述第一复合料带进行裁切并将所述CCM料带切断，以得到沿所述托底膜料带的延伸方向排列的多个所述CCM片料；

剥离刀，由所述裁切组件输出的所述第一复合料带能够在牵引力的作用下绕经所述剥离刀，以使所述CCM片料依次从所述托底膜料带上剥离并被所述载板承接。

6.根据权利要求5所述的边框贴合装置，其特征在于，所述剥离刀包括第一导向面及第二导向面，所述第一导向面与所述第二导向面之间呈锐角，所述第一复合料带能够依次经过所述第一导向面及所述第二导向面。

7.根据权利要求5所述的边框贴合装置，其特征在于，所述CCM供料机构还包括废料收卷轴，所述废料收卷轴用于收卷经过所述剥离刀的所述第一复合料带。

8.根据权利要求1所述的边框贴合装置，其特征在于，所述贴合辊为加热辊。

9.根据权利要求1所述的边框贴合装置，其特征在于，所述载板的承载面能够吸附所述CCM片料。

10.一种五合一成型设备，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的边框贴合装置。

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