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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung. Genauer betrifft sie eine Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung, bei welcher eine Platte gegen Verbiegung mit einem Einsatz zusammengebaut wird, welcher eine sandwichartige Struktur besitzt und der Einsatz spritzgegossen ist, was auf diese Art und Weise den Einsatz mit Leichtigkeit daran hindert, aufgrund eines Drucks beim Spritzgießen verbogen zu werden.
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(b) Hintergrund der Erfindung
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Bezugnehmend auf 10, ist bei einer Elementarzelle eines Brennstoffzellenstapels, welcher an einem Brennstoffzellenfahrzeug montiert ist, eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) an der innersten Seite der Elementarzelle des Brennstoffzellenstapels angeordnet. Die MEA weist eine feste Polymer-Elektrolytmembran 10, durch welche Protonen hindurch treten, und katalytische Elektroden-Schichten auf, das heißt, eine Kathode 12 und eine Anode 14, welche auf gegenüber liegenden Oberflächen der festen Polymer-Elektrolytmembran 10 beschichtet sind, so dass Wasserstoff mit Sauerstoff reagieren kann. Gas-Diffusions-Schichten (GDL) 16 und Dichtungen 18 sind der Reihe nach außerhalb der Kathode 12 und der Anode 14 aufeinander gestapelt, und Trennplatten 20 einschließlich Strömungsfelder zum Bereitstellen von Brennstoff und zum Ablassen von Wasser, welches von der Reaktion erzeugt wird, sind außerhalb der GDLs 16 angeordnet.
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Nachdem mehrere hundert Elementarzellen aufeinander gestapelt sind, werden Endplatten 30 zum Lagern und zum Befestigen von jeder der Elementarzellen an den äußersten Seiten des Brennstoffzellenstapels zusammengebaut. In diesem Fall ist eine Stromabnehmerplatte zum Abnehmen von Strom, welcher in dem Brennstoffzellenstapel erzeugt wird, und zum Übermitteln des eingesammelten Stroms an die Außenseite des Brennstoffzellenstapels, im Inneren der Endplatten 30 montiert.
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Eine Oxidationsreaktion von Wasserstoff tritt in der Anode 14 des Brennstoffzellenstapels auf, und Protonen und Elektronen werden durch die Reaktion erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt strömen die erzeugten Protonen und Elektronen jeweils zu der Kathode 12 durch die feste Polymer-Elektrolytmembran 10 und die Trennplatten 20, so dass Wasser in der Kathode 12 durch eine elektrochemische Reaktion der Protonen und Elektronen von der Anode 14 mit Sauerstoff in der Luft erzeugt wird, und elektrische Energie, welche schließlich durch das Strömen der Elektronen erzeugt wird, wird einem Verbraucher, welcher elektrische Energie benötigt, durch die Stromabnehmerplatte der Endplatten 30 zur Verfügung gestellt.
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Die Endplatten 30 des Brennstoffzellenstapels dienen zum Befestigen von einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Trennplatten, MEAs und GDLs und gleichzeitig dienen sie jeder Elementarzelle dazu, jeweils von gegenüber liegenden Seiten des Brennstoffzellenstapels eine gleichmäßige Flächenpressung zur Verfügung zu stellen.
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Wie aus 9 ersichtlich ist, wird die Endplatte 30 aus einem metallischen Einsatz 31, einem Kunststoff-Spritzgussteil 32 und einer Stromabnehmerplatte 33 gebildet, welche integral ausgebildet sind, zur Verringerung des Gewichts und der elektrischen Isolation. Das heißt, der metallische Einsatz 31 ist im Inneren einer Spritzgussform angeordnet und dann wird ein Kunststoff-Spritzgussmaterial in die Spritzgussform eingefüllt, und auf diese Art und Weise verkörpert die Endplatte 30 einschließlich dem metallischen Einsatz 31, welche von dem Kunststoff-Spritzgussteil 32 umgeben sind.
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In der Zwischenzeit wird die Stromabnehmerplatte 33 im Inneren der Spritzgussform zusammen mit dem metallischen Einsatz 31 angeordnet und wird zusammen mit dem Kunststoff-Spritzgussteil 32 spritzgegossen oder wird später getrennt im Inneren des Kunststoff-Spritzgussteils 32 zusammengebaut.
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Der metallische Einsatz der Endplatte braucht notwendig eine hohe Festigkeit, um einer inneren Flächenpressung zu widerstehen. Demzufolge wird der metallische Einsatz für gewöhnlich durch das maschinelle Bearbeiten eines metallischen Werkstoffs hergestellt und wird ebenfalls in einer komplexen Gestalt hergestellt, um den erzeugten Strom von Reaktionen innerhalb des Brennstoffzellenstapels abzunehmen und den Brennstoffzellenstapel sicher zusammen zu halten.
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Ein herkömmlicher metallischer Einsatz der Endplatte wird jedoch in einer integralen Form hergestellt, so dass er die folgenden Nachteile besitzt:
Als erstes ist es beim maschinellen Bearbeiten einer materialeinsparenden Struktur zur Gewichtsreduktion des metallischen Einsatzes schwierig, das Spritzgießen für den metallischen Einsatz durchzuführen. Das heißt, auf einer Kunststoffoberfläche sollte nach dem Spritzgießen der Endplatten eine Ausnehmung oder ein unebener Abschnitt zum Sicherzustellen eines ununterbrochenen Kontakts mit den Dichtungen nicht erzeugt werden, um ein Auslaufen des Brennstoffs zu verhindern. Wenn jedoch beim Anwenden der materialeinsparenden Struktur auf den metallischen Einsatz eine Dicke des Kunststoffmaterials des Kunststoff-Spritzgussteils nicht gleichmäßig ist, dann wird eine Ausnehmung oder ein unebener Abschnitt in nachteiliger Weise auf der Oberfläche des Kunststoffs aufgrund der Kontraktion des Kunststoffs erzeugt. Insbesondere wenn eine Bearbeitung einer Tasche zum Anwenden einer materialeinsparenden Struktur bei dem integralen metallischen Einsatz zum Verringern des Gewichts durchgeführt wird, ist es schwierig, die Dicke des Spritzgussmaterials gleichmäßig beizubehalten.
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Als zweites wird der integrale metallische Einsatz durch das spanabhebende Bearbeiten einer metallischen Platte oder einer nicht-metallischen Platte durch das maschinelle Bearbeiten hergestellt, und so braucht es eine lange Zeit, um einen einzigen integralen metallischen Einsatz herzustellen, und macht es auf diese Art und Weise schwierig in Serie herzustellen und die Kosten dementsprechend zu verringern.
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Zum dritten sollte der integrale metallische Einsatz aus einem einzigen Material gemacht sein. Aus diesem Grund ist das Verwenden von unterschiedlichen Materialien zur Gewichtseinsparung und zur Verbesserung der Festigkeit ebenfalls schwierig.
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Entgegen einem herkömmlichen integralen metallischen Einsatz wurde in dieser Hinsicht ein Sandwicheinsatz hergestellt, bei welchem zwei oder mehrere Platten, welche jeweils eine bestimmte Gestalt besitzen, aufeinander gestapelt werden, um die Festigkeit beizubehalten und gleichzeitig eine Verringerung des Gewichts zu fördern. Da jedoch der Sandwicheinsatz unter den mehreren Platten des Sandwicheinsatzes die mittig angeordnete Platte verwendet, welche materialeinsparende Zwischenräume besitzt, wird der mittige Bereich des Sandwicheinsatzes oftmals aufgrund des Drucks des Kunststoffs beim Prozess des Spritzgießens zum Umgeben des Sandwicheinsatzes mit dem Kunststoff-Spritzgussteil verbogen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Endplatte für eine Brennstoffzellen mit einer Platte gegen Verbiegung zur Verfügung, bei welcher ein Sandwicheinsatz einschließlich zwei oder mehrerer aufeinandergestapelter Platten, welche jeweils eine bestimmte Gestalt besitzen, kombiniert werden, und eine Platte gegen Verbiegung mit dem Sandwicheinsatz gekoppelt ist, und dann spritzgegossen wird, und hindert auf diese Art und Weise den Sandwicheinsatz mit Leichtigkeit daran verbogen zu werden, aufgrund eines Harzdrucks bei dem Prozess des Spritzgießens, im Gegensatz zu einem herkömmlichen integralen metallischen Einsatz.
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In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung zur Verfügung, wobei die Endplatte aufweist: einen Sandwicheinsatz, in welchem eine Vielzahl von Platten, welche vielfältige formende Abschnitte an deren gegenüber liegenden Enden besitzen, von einem Verbindungsmittel verbunden werden, wobei eine Platte gegen Verbiegung, welche in engem Kontakt mit einer Oberfläche einer Spritzgussform ist, mit einer Oberfläche eines Sandwicheinsatzes auf der gegenüber liegenden Seite gekoppelt ist, wo ein Harzdruck direkt in einem Spritzgießen aufgebracht wird und ein Kunststoff-Spritzgussteil spritzgegossen wird, so dass der Sandwicheinsatz, auf welchen der Harzdruck angewandt werden kann, innerhalb der Spritzgussform von der Platte gegen Verbiegung gestützt wird.
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In einer ersten beispielhaften Ausführungsform weist die Platte gegen Verbiegung einen ersten Abschnitt mit einem großen Durchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser auf, welcher dieselbe Dicke besitzt und integral mit diesem ausgebildet ist. Eine untere Oberfläche des Abschnitts mit einem großen Durchmesser ist in engem Kontakt mit einer äußeren Oberfläche einer äußersten Platte, welche an einer äußersten Seite des Sandwicheinsatzes, welcher spritzgegossen werden soll, angeordnet ist, und ein abgestufter Abschnitt zwischen dem Abschnitt mit einem großen Durchmesser und dem Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser wird von dem Kunststoff-Spritzgussteil spritzgegossen, welcher auf diese Art und Weise verschlossen wird.
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In einer zweiten beispielhaften Ausführungsform weist die Platte gegen Verbiegung einen Abschnitt mit einem großen Durchmesser und einen Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser auf, welche integral ausgebildet sind, wobei der Abschnitt mit einem großen Durchmesser dicker als ein Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser ist, wobei ein unteres Ende des Abschnitt mit einem großen Durchmesser in eine Kopplungsausnehmung eingeführt wird, welche an einer äußeren Oberfläche einer äußersten Platte ausgebildet ist, welche an einer äußersten Seite des Sandwicheinsatzes angeordnet ist, und ein abgestufter Abschnitt zwischen dem Abschnitt mit einem großen Durchmesser und dem Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser wird von dem Kunststoff-Spritzgussteil spritzgegossen, welcher auf diese Art und Weise verschlossen wird.
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In einer dritten beispielhaften Ausführungsform weist die Platte gegen Verbiegung einen Abschnitt mit einem großen Durchmesser und einen Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser auf, welcher dicker als der Abschnitt mit einem großen Durchmesser ist, welche integral ausgebildet sind, wobei der Abschnitt mit einem großen Durchmesser in eine Kopplungsausnehmung eingeführt wird, welche an einer äußeren Oberfläche einer äußersten Platte ausgebildet ist, welche an einer äußersten Seite des Sandwicheinsatzes angeordnet ist, und ein abgestufter Abschnitt zwischen dem Abschnitt mit einem großen Durchmesser und dem Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser wird von dem Kunststoff-Spritzgussteil spritzgegossen, welcher auf diese Art und Weise verschlossen wird.
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In einer vierten beispielhaften Ausführungsform weist die Platte gegen Verbiegung einen Abschnitt mit einem großen Durchmesser und einen Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser auf, welcher dicker als der Abschnitt mit einem großen Durchmesser ist, welche integral ausgebildet sind, wobei ein unteres Ende des Abschnitts mit einem großen Durchmesser innerhalb einer Positionierungsausnehmung platziert ist, welche in einer zweiten Platte ausgebildet ist, welche neben einer äußersten Platte des Sandwicheinsatzes angeordnet ist und der Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser ragt durch eine Ausnehmung zum Einführen einer Anschlussklemme hervor, welche gleichzeitig in der äußersten Platte ausgebildet ist, und ein abgestufter Abschnitt zwischen dem Abschnitt mit einem großen Durchmesser und dem Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser wird von dem Kunststoff-Spritzgussteil spritzgegossen, welcher auf diese Art und Weise verschlossen wird.
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Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Effekte zur Verfügung: Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Sandwicheinsatz einschließlich mehrerer aufeinander gestapelter Platten als der Einsatz der Endplatte angewandt und die Platte gegen Verbiegung ist mit dem Sandwicheinsatz gekoppelt, so dass die Platte gegen Verbiegung zum Unterstützen des Sandwicheinsatzes innerhalb der Spritzgussform dient, und hindert auf diese Art und Weise den Sandwicheinsatz daran verbogen zu werden, aufgrund eines Harzdrucks, welcher bei dem Prozess des Spritzgießens auf den Sandwicheinsatz aufgebracht wird.
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KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen von diesen beschrieben werden, welche von den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, welche unten stehend nur zur Veranschaulichung dienen, und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, und wobei:
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1. ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche einen metallischen Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle und eine Platte gegen Verbiegung, welche mit dem metallischen Einsatz gekoppelt ist, gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand in welchem ein metallischer Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung zusammengebaut ist und spritzgegossen ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche einen metallischen Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle und eine Platte gegen Verbiegung, welche mit dem metallischen Einsatz gekoppelt ist, gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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4 ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand in welchem ein metallischer Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung zusammengebaut ist und spritzgegossen ist, gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche einen metallischen Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle und eine Platte gegen Verbiegung, welche mit dem metallischen Einsatz gekoppelt ist, gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand in welchem ein metallischer Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung zusammengebaut ist und spritzgegossen ist, gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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7 ist perspektivische Explosionsansicht, welche einen metallischen Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle und eine Platte gegen Verbiegung, welche mit dem metallischen Einsatz gekoppelt ist, gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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8 ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand in welchem ein metallischer Einsatz einer Endplatte für eine Brennstoffzelle mit einer Platte gegen Verbiegung zusammengebaut ist und spritzgegossen ist, gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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9 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine herkömmliche Endplatte veranschaulicht; und
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10 ist eine schematische Ansicht, welche einen Brennstoffzellenstapel veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird mm im Detail auf unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und unten stehend beschrieben sind.
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Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder „Fahrzeug...” oder andere ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließt, wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich allradangetriebene Offroader (SUV), Busse, Lastwagen, unterschiedliche Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und dieser schließt Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid Elektrofahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (zum Beispiel Kraftstoffe, die aus Ressourcen mit Ausnahme von Erdöl erzeugt wurden) mit ein.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Endplatte für eine Brennstoffzelle einschließlich eines Einsatz 100 zur Verfügung, welcher eine Sandwichstruktur besitzt, bei der vielfältige formende Abschnitte zum Strömen von Wasserstoff, Luft und Kühlwasser an deren gegenüber liegenden Enden ausgebildet sind und ein Kunststoff-Spritzgussteil 300 wird nach dem Umgeben des Sandwicheinsatz 100 mit einem Kunststoffmaterial zum Spritzgießen spritzgegossen. Die Endplatte für die Brennstoffzelle der vorliegenden Erfindung besitzt ein Merkmal, wonach eine Platte gegen Verbiegung 200 mit dem Sandwicheinsatz 100 zusammengebaut ist, um den Sandwicheinsatz 100 daran zu hindern, von einem Harzdruck beim Spritzgießen in dem Prozess der Spritzgießens verbogen zu werden, bei dem der Sandwicheinsatz 100 mit dem Kunststoff-Spritzgussteil 300 umgeben ist.
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Wie in 1, 3, 5 und 7 veranschaulicht, bei dem Sandwicheinsatz 100 ist eine äußerste Platte 110 eine erste Platte, welche vielfältige formende Abschnitte 102 an deren gegenüber liegenden Enden besitzt, und eine zweite Platte 120, eine dritte Platte 130 und eine vierte Platte 140 sind der Reihe nach aufeinandergestapelt und von einem Verbindungsmittel verbunden. Die zweite Platte 120 weist erste Material einsparende Zwischenräume 122 für die Verringerung des Gewichts auf.
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Der Sandwicheinsatz 100, welcher die obige Struktur besitzt, ist im Inneren einer Spritzgussform 400 angeordnet, während er in einem geschwebten Zustand aufrechterhalten wird und dann wird ein Kunststoffharz in einen Raum zwischen einer inneren Oberfläche der Spritzgussform 400 und einer äußeren Oberfläche des Sandwicheinsatzes 100 eingespritzt, so dass die äußere Oberfläche des Sandwicheinsatzes 100 von dem Kunststoff-Spritzgussteil 300 umgeben ist, welches spritzgegossen werden soll.
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In diesem Fall werden Stifte (nicht dargestellt) in Stiftöffnungen eingeführt, welche in allen vier Ecken des Sandwicheinsatzes ausgebildet sind, welche im Inneren der Spritzgussform 400 angeordnet sind, und gegenüber liegende Enden der Stifte sind gleichzeitig in engem Kontakt mit und unterstützt von einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Spritzgussform, so dass der Sandwicheinsatz 100 an einem zentralen Abschnitt der Spritzgussform 400 in einem geschwebten Zustand aufrecht erhalten wird. Da der Harzdruck jedoch auf einen zentralen Abschnitt des Sandwichs aufgebracht wird, wenn der Harzdruck in die Spritzgussform 400 von einem unteren Abschnitt der Spritzgussform 400 eingespritzt wird, wird der zentrale Abschnitt des Sandwicheinsatz 100 oftmals leicht verbogen.
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Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung eine Platte gegen Verbiegung 200 zur Verfügung, welche mit dem Sandwicheinsatz 100 gekoppelt ist, um den Sandwicheinsatz 100 daran zu hindern, verbogen zu werden. Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Platte gegen Verbiegung, welche mit dem Sandwicheinsatz der Endplatte für die Brennstoffzelle gekoppelt ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
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Erste Ausführungsform
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Wie in 1 veranschaulicht, weist die Platte gegen Verbiegung 200 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 im Vergleich zu einem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 auf, welche beide die gleiche Dicke besitzen und integral mit diesem ausgebildet sind. Der Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 an einer unteren Seite der Platte gegen Verbiegung 200 und der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 an einer oberen Seite der Platte gegen Verbiegung 200 bilden eine Art Hutform.
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Die Platte gegen Verbiegung 200 ist im Inneren der Spritzgussform, während sie im engen Kontakt mit dem Sandwicheinsatz 100 ist, zusammen mit dem Sandwicheinsatz 100 angeordnet. Genauer, wie in 2 ersichtlich, wenn der Sandwicheinsatz 100 im Inneren der Spritzgussform 400 in einem geschwebten Zustand angeordnet ist, dann ist eine untere Oberfläche des Abschnitts mit einem relativ großen Durchmesser 202 der Platte gegen Verbiegung 200 in Kontakt mit der äußersten Platte 110, welche an der äußersten Seite des Sandwicheinsatz 100 angeordnet ist, und eine obere Oberfläche des Abschnitts mit einem kleineren Durchmesser 204 ist gleichzeitig in engem Kontakt mit einer oberen Oberfläche der Spritzgussform 400.
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Anschließend wird durch das Einspritzen eines Kunststoffharzes in einen Raum zwischen der inneren Oberfläche der Spritzgussform 400 und der äußeren Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 die äußere Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 von dem Kunststoff-Spritzgussteil 300 umgeben, so dass der Sandwicheinsatz auf diese Art und Weise spritzgegossen wird.
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Obwohl ein Harzdruck direkt auf die untere Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 bei dem Spritzgießen aufgebracht wird, wird zu diesem Zeitpunkt die äußerste Platte des Sandwicheinsatz 100, welche einer gegenüber liegenden Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 entspricht, von der Platte gegen Verbiegung 200 gehalten und unterstützt. Somit ist es mit Leichtigkeit möglich, den Sandwicheinsatz 100 daran zu hindern, aufgrund des Harzdrucks verbogen zu werden.
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Wenn die Spritzgussform 400 aus der vollständig spritzgegossenen Endplatte entfernt wird, dann ist die obere Oberfläche des Abschnitts mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 der Außenseite ausgesetzt, während dieselbe Ebene wie das Kunststoff Spritzgussteil 300 gebildet wird.
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Insbesondere, da der Sandwicheinsatz 100 spritzgegossen wird, während ein abgestufter Abschnitt 206 zwischen dem Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 und dem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 von dem Kunststoff-Spritzgussteil 300 umgeben ist, wird die Platte gegen Verbiegung 200 nicht aus dem Sandwicheinsatz 100 entfernt und wird in ihrem befestigten Zustand beibehalten, sogar nach dem Abschließen des Prozess des Spritzgießens.
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Zusätzlich dazu ist eine Stromabnehmerplatte 500 zum Abnehmen von Strom, welcher in dem Brennstoffzellenstapel erzeugt wird, an einer inneren Oberfläche der Endplatte befestigt, zum Beispiel an der gegenüber liegenden Seite der Platte gegen Verbiegung 200.
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Zweite Ausführungsform
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Wie in 3 veranschaulicht, weist die Platte gegen Verbiegung 200 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 im Vergleich zu einem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 auf, welcher mit diesem integral ausgebildet ist. Der Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 ist dicker als der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204. Der Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 ist an einer unteren Seite der Platte gegen Verbiegung 200 ausgebildet und der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 ist an einer oberen Seite der Platte gegen Verbiegung 200 ausgebildet, um eine Art Hutform zu bilden.
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Die Platte gegen Verbiegung 200 ist im Inneren der Spritzgussform, während sie in engen Kontakt mit dem Sandwicheinsatz 100 ist, zusammen mit dem Sandwicheinsatz 100 angeordnet. Genauer, wie in 4 ersichtlich, wenn der Sandwicheinsatz 100 im Inneren der Spritzgussform 400 in einem geschwebten Zustand angeordnet ist, dann ist ein unteres Ende des Abschnitts mit einem großen Durchmesser 202 der Platte gegen Verbiegung 200 in eine Kopplungsausnehmung 105 eingefügt, welche an einer äußeren Oberfläche der äußersten Platte 110 ausgebildet ist, welche an der äußersten Seite des Sandwicheinsatz 100 angeordnet ist, und eine obere Oberfläche des Abschnitts mit einem kleineren Durchmesser 204 ist in engem Kontakt mit der oberen Oberfläche der Spritzgussform 400.
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Anschließend wird durch das Einspritzen eines Kunststoffharzes in einen Raum zwischen der inneren Oberfläche der Spritzgussform 400 und der äußeren Oberfläche des Sandwicheinsatz 100, der Sandwicheinsatz 100 von dem Kunststoff-Spritzgussteil 300 umgeben, so dass der Sandwicheinsatz auf diese Art und Weise spritzgegossen wird.
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Obwohl der Harzdruck direkt auf die untere Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 in dem Prozess des Spritzgießens aufgebracht wird, wird zu diesem Zeitpunkt die äußerste Platte 110 des Sandwicheinsatz 100, welche einer gegenüber liegenden Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 entspricht, von der Platte gegen Verbiegung 200 gehalten und unterstützt, so dass es mit Leichtigkeit möglich ist, den Sandwicheinsatz 100 daran zu hindern, aufgrund des Harzdrucks verbogen zu werden.
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Wenn die Spritzgussform 400 aus der vollständig spritzgegossenen Endplatte entfernt wird, dann ist die obere Oberfläche des Abschnitts mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 der Außenseite ausgesetzt, während sie dieselbe Ebene wie das Kunststoff-Spritzgussteil 300 bildet. Insbesondere, da der Sandwicheinsatz 100 spritzgegossen wird, während der abgestufte Abschnitt 206 zwischen dem Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 und dem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 von dem Kunststoff-Spritzgussteil 300 umgeben ist, wird die Platte gegen Verbiegung 200 nicht aus dem Sandwicheinsatz 100 entfernt und wird in ihrem befestigten Zustand beibehalten, sogar nach dem Abschließen des Prozess des Spritzgießens.
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In ähnlicher Weise ist die Stromabnehmerplatte 500 zum Abnehmen von Strom, welcher in dem Brennstoffzellenstapel erzeugt wird, an der inneren Oberfläche der Endplatte befestigt, zum Beispiel an der gegenüber liegenden Seite der Platte gegen Verbiegung 200.
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Dritte Ausführungsform
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Wie in 5 veranschaulicht, weist die Platte gegen Verbiegung 200 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 im Vergleich zu einem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 auf, welcher mit diesem integral ausgebildet ist. Der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 ist dicker als der Abschnitt mit einem großen Durchmesser 202. Der Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 an einer unteren Seite der Platte gegen Verbiegung 200 und der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 an einer oberen Seite der Platte gegen Verbiegung 200 bilden eine Art Hutform.
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Wie in 6 ersichtlich, wenn der Sandwicheinsatz 100 im Inneren der Spritzgussform 400 in einem geschwebten Zustand angeordnet ist, dann ist der gesamte Abschnitt mit einem großen Durchmesser 202 der Platte gegen Verbiegung 200 in die Kopplungsausnehmung 105 eingefügt, welche an der äußeren Oberfläche der äußersten Platte 110 ausgebildet ist, welche an der äußersten Seite des Sandwicheinsatz 100 angeordnet ist, und die obere Oberfläche des Abschnitts mit einem kleineren Durchmesser 204 ist in engem Kontakt mit der oberen Oberfläche der Spritzgussform 400.
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Die verbleibenden Prozesse sind dieselbe wie diejenigen der zweiten Ausführungsform, so dass deren detaillierte Beschreibung ausgelassen werden wird.
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Vierte Ausführungsform
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Wie in 7 veranschaulicht, weist die Platte gegen Verbiegung 200 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 auf, welcher mit diesem integral ausgebildet ist. Der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 ist dicker als der Abschnitt mit einem großen Durchmesser 202. Die integrale Gestalt des Abschnitts mit einem relativ großen Durchmesser 202 an einer unteren Seite der Platte gegen Verbiegung 200 und der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 an einer oberen Seite der Platte gegen Verbiegung 200 bilden eine Art Hutform.
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Wie in 8 ersichtlich, wenn der Sandwicheinsatz 100 im Inneren der Spritzgussform 400 in einem geschwebten Zustand angeordnet ist, dann ist ein unteres Ende des Abschnitts mit einem großen Durchmesser 202 der Platte gegen Verbiegung 200 in einer Positionierungsausnehmung 107 platziert, welche in der zweiten Platte 120 ausgebildet ist, welche neben der äußersten Platte 110 des Sandwicheinsatz 100 angeordnet ist, und der Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 ragt durch eine Ausnehmung zum Einführen einer Anschlussklemme 108 hervor, welche zum jetzigen Zeitpunkt in der äußersten Platte 110 ausgebildet ist.
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Zu diesem Zeitpunkt wird der abgestufte Abschnitt 206 zwischen dem Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 und dem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 von der unteren Oberfläche der äußersten Platte 110 festgehalten, um in einem befestigten Zustand zu sein.
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Obwohl der Harzdruck direkt auf die untere Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 in dem Spritzgießen aufgebracht wird, wird demzufolge die äußerste Platte 110 des Sandwicheinsatz 100, welche einer gegenüber liegenden Oberfläche des Sandwicheinsatz 100 entspricht, von der Platte gegen Verbiegung 200 gehalten und unterstützt. Somit ist es mit Leichtigkeit möglich, den Sandwicheinsatz 100 daran zu hindern, aufgrund des Harzdrucks verbogen zu werden.
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Wenn die Spritzgussform 400 aus der vollständig spritzgegossenen Endplatte entfernt wird, dann ist die obere Oberfläche des Abschnitts mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 der Außenseite ausgesetzt, während sie dieselbe Ebene wie das Kunststoff-Spritzgussteil 300 bildet.
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Insbesondere, da ein abgestufter Abschnitt 206 zwischen dem Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser 202 und dem Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser 204 der Platte gegen Verbiegung 200 von der unteren Oberfläche der äußersten Platte 110 gesichert und verschlossen ist, wird die Platte gegen Verbiegung 200 nicht aus dem Sandwicheinsatz 100 entfernt und wird in einem gesicherten Zustand beibehalten, sogar nach dem Abschließen des Prozess des Spritzgießens.
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In ähnlicher Weise ist die Stromabnehmerplatte 500 zum Abnehmen von Strom, welcher in dem Brennstoffzellenstapel erzeugt wird, an der inneren Oberfläche der Endplatte befestigt, zum Beispiel an der gegenüber liegenden Seite der Platte gegen Verbiegung 200.
