DE102016001580A1 - Method for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung für eine Brennstoffzelle, bei welchem eine durchgängige Materialbahn (12) bereitgestellt wird, welche eine Anlage (10) mit einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen (16a–d) durchläuft, mittels welchen zumindest ein Teil (18) der Materialbahn (12) bearbeitbar ist, um aus dem Teil wenigstens eine Komponente der Membran-Elektroden-Anordnung herzustellen, wobei wenigstens eine Überwachungseinrichtung (20) vorgesehen ist, mittels welcher wenigstens eine eine Qualität zumindest des Teils (18) charakterisierende Messgröße erfasst wird, wobei der Teil (18) mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen (16a–d) in Abhängigkeit von der erfassten Messgröße bearbeitet wird.The invention relates to a method for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell, in which a continuous material web (12) is provided, which passes through a system (10) with a plurality of successive processing stations (16a-d), by means of which at least a part (18) of the material web (12) is machineable to produce from the part at least one component of the membrane electrode assembly, wherein at least one monitoring device (20) is provided, by means of which at least one of at least a quality of at least the part (18) characterized in that the part (18) is processed by means of at least one of the processing stations (16a-d) as a function of the detected measured variable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) für eine Brennstoffzelle gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing a membrane electrode assembly (MEA) for a fuel cell according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei der Herstellung von Brennstoffzellen einzelne Komponenten einer jeweiligen Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) für die Brennstoffzelle einzeln zu handhaben. Eine solche Fertigung nach einem so genannten Pick-and-place-Prinzip ist sehr aufwändig. Denn mit den einzelnen, sehr sensiblen Komponenten der Membran-Elektroden-Anordnung muss sehr vorsichtig umgegangen werden. Des Weiteren geht eine solche Art der Herstellung mit hohen Taktzeiten einher. Insbesondere für eine Produktion im großen Maßstab müssen hierbei des Weiteren im Verhältnis zur Ausbringung sehr hohe Investitionen in Anlagen, Flächen und Reinraumtechnik getätigt werden.In the production of fuel cells, it is known from the prior art to individually handle individual components of a respective membrane electrode assembly (MEA) for the fuel cell. Such a production according to a so-called pick-and-place principle is very complicated. Because with the individual, very sensitive components of the membrane-electrode assembly must be handled very carefully. Furthermore, such a type of production is accompanied by high cycle times. In particular, for large-scale production, very high investment in facilities, areas and cleanroom technology must be made in relation to output.

Es gibt daher Bestrebungen, eine zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Fertigung von Membran-Elektroden-Anordnungen zu erreichen. So beschreibt DE 11 2008 001 580 T5 eine kontinuierliche Förderung einer Elektrolytmembran, welche in einer Mehrzahl von Bearbeitungsschritten mit weiteren Komponenten einer Membran-Elektroden-Anordnung bestückt wird. Somit ist es im Rahmen eines entsprechenden Verfahrens zum Herstellen einer MEA vorgesehen, eine durchgängige Materialbahn bereitzustellen, welche eine Anlage mit einer Mehrzahl von aufeinander folgenden Bearbeitungsstationen durchläuft. Mittels der Bearbeitungsstationen ist zumindest ein Teil der Materialbahn bearbeitbar, um aus dem Teil wenigstens eine Komponente der Membran-Elektroden-Anordnung herzustellen. Mit anderen Worten wird zumindest der Teil der Materialbahn genutzt, um wenigstens eine Komponente der MEA herzustellen.There are therefore efforts to achieve an at least substantially continuous production of membrane-electrode assemblies. So describes DE 11 2008 001 580 T5 a continuous delivery of an electrolyte membrane, which is equipped in a plurality of processing steps with other components of a membrane-electrode assembly. Thus, it is provided in the context of a corresponding method for producing an MEA, to provide a continuous material web, which passes through a plant with a plurality of successive processing stations. By means of the processing stations, at least a part of the material web can be processed in order to produce from the part at least one component of the membrane-electrode assembly. In other words, at least the part of the material web is used to produce at least one component of the MEA.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine solche zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Herstellung von Membran-Elektroden-Anordnungen zu einem hohen Ausschuss führen kann.However, it has been found that such an at least substantially continuous production of membrane electrode assemblies can lead to a high rejection.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Ausschuss bei der zumindest im Wesentlichen kontinuierlichen Herstellung von Membran-Elektroden-Anordnungen besonders gering gehalten werden kann.The object of the present invention is therefore to further develop a method of the type mentioned above such that the scrap can be kept particularly low in the at least substantially continuous production of membrane electrode assemblies.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Ausschuss bei der zumindest im Wesentlichen kontinuierlichen Herstellung von Membran-Elektroden-Anordnungen besonders gering gehalten werden kann, sodass die jeweilige Membran-Elektroden-Anordnung besonders kostengünstig hergestellt werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher wenigstens eine eine Qualität zumindest des Teils der Materialbahn charakterisierende Messgröße erfasst wird, wobei der Teil mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen in Abhängigkeit von der erfassten Messgröße bearbeitet wird. Wird zum Beispiel mittels der Überwachungseinrichtung erfasst, dass die Qualität des Teils beziehungsweise der Materialbahn an sich und/oder die Qualität einer durch wenigstens eine der Bearbeitungsstationen bewirkte Bearbeitung des Teils unzureichend ist, so kann eine nachfolgende Bearbeitung des Teils unterbleiben, sodass die Komponente der Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) nicht oder nicht vollständig hergestellt wird. Nur wenn der Teil beziehungsweise die Materialbahn an sich sowie jeweilige, durch die jeweiligen Bearbeitungsstationen bewirkte Bearbeitungen des Teils eine hinreichende Qualität aufweisen, wird der Teil mittels der Anlage vollständig bearbeitet, um dadurch die Komponente mittels der Anlage herzustellen. Wird mittels der Überwachungseinrichtung jedoch erfasst, dass die Qualität unzureichend ist, so kann ein aufgrund der unzureichenden Qualität unnötiges Bearbeiten unterbleiben, sodass übermäßiger Ausschuss vermieden werden kann.In order to further develop a method of the type specified in the preamble of patent claim 1 such that the scrap can be kept particularly low in the at least substantially continuous production of membrane-electrode arrangements, so that the respective membrane-electrode arrangement can be produced in a particularly cost-effective manner, According to the invention, at least one monitoring device is provided, by means of which at least one measured variable characterizing a quality of at least the part of the material web is detected, wherein the part is processed by means of at least one of the processing stations as a function of the detected measured variable. If, for example, it is detected by means of the monitoring device that the quality of the part or the material web per se and / or the quality of processing of the part effected by at least one of the processing stations is insufficient, a subsequent processing of the part can be omitted, so that the component of the membrane Electrode assembly (MEA) is not or not completely manufactured. Only if the part or the material web per se and respective, caused by the respective processing stations machining of the part have a sufficient quality, the part is completely processed by means of the system, thereby to produce the component by means of the system. However, if it is detected by means of the monitoring device that the quality is insufficient, unnecessary processing due to the insufficient quality can be eliminated, so that excessive rejects can be avoided.

Durch den Einsatz der beispielsweise als Verarbeitungsmaschine, insbesondere als rollenverarbeitende Maschine, ausgebildeten Anlage und das Herstellen der Komponente aus zumindest einem Teil der durchgängigen Materialbahn und dadurch, dass die durchgängige Materialbahn als Endlosmaterial der Anlage zugeführt wird, kann eine zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Herstellung beziehungsweise Produktion der Membran-Elektroden-Anordnung realisiert werden, wobei eine solche Produktion auch als Inline-Produktion bezeichnet wird. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass bei einer solchen Inline-Produktion von Membran-Elektroden-Anordnungen beziehungsweise von Komponenten für solche Membran-Elektroden-Anordnungen üblicherweise große Mengen an kostspieliger Makulatur anfallen, wenn es zu Qualitätsproblemen an zumindest einer der Bearbeitungsstationen kommt. Infolge derartiger Qualitätsprobleme kann wenigstens ein Bearbeitungsvorgang, welcher mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen durchzuführen ist, nicht oder nur mit einer nur unzureichenden Qualität durchgeführt werden. Zu solchen Qualitätsproblemen kommt es beispielsweise dann, wenn der Anlage Schlechtmaterial zugespendet wird, das heißt wenn das Bahnmaterial eine nur unzureichende Qualität aufweist und somit zumindest Bereichsweise als Schlechtmaterial ausgebildet ist.By using the example, as a processing machine, in particular as a roll-processing machine trained plant and producing the component of at least a portion of the continuous web and in that the continuous web is fed as continuous material of the system, can at least substantially continuous production or production the membrane-electrode assembly can be realized, such production is also referred to as inline production. The invention is based on the finding that in such an inline production of membrane-electrode assemblies or components for such membrane-electrode assemblies usually incurred large amounts of expensive waste paper, if it comes to quality problems at least one of the processing stations , As a result of such quality problems, at least one machining operation, which is to be performed by means of at least one of the processing stations, can not be performed or only with an insufficient quality. Such quality problems occur, for example, when the equipment is given bad material, that is, when the web material has an insufficient quality and thus at least partially formed as poor material.

Ist die Anlage beispielsweise als Verarbeitungsmaschine, insbesondere als rollenverarbeitende Maschine, ausgebildet, so kommt es zum Einsatz oder zur Entstehung wenigstens eines so genannten Nutzens. Ein solcher Nutzen bezeichnet beispielsweise die Anzahl an zumindest auf dem Teil der Materialbahn befindlichen Exemplaren eines Endproduktes. Zu den zuvor genannten Qualitätsproblemen kann es dabei ferner kommen, wenn einzelne Module beziehungsweise Bearbeitungsstationen der Anlage neben dem Nutzen operieren. Kommt es beispielsweise an einer ersten der Bearbeitungsstationen zu Qualitätsproblemen, so ist es bei herkömmlichen Anlagen vorgesehen, die Materialbahn beziehungsweise den Teil der Materialbahn ohne Änderung des Herstellungsprozesses weiterzubearbeiten und somit den Teil mittels der auf die erste Bearbeitungsstation folgenden, weiteren Bearbeitungsstationen weiter zu bearbeiten. Dadurch werden große Mengen an Ausschuss produziert.If the system is designed, for example, as a processing machine, in particular as a roll-processing machine, then at least one so-called benefit is used or created. Such a benefit, for example, denotes the number of copies of a final product located at least on the part of the material web. In addition to the aforementioned quality problems, it can also occur if individual modules or processing stations of the system operate next to the benefit. If, for example, quality problems arise at a first of the processing stations, it is provided in conventional systems to further process the material web or the part of the material web without changing the production process and thus further processing the part by means of the further processing stations following the first processing station. This produces large quantities of rejects.

Dieses Problem kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, da mittels der Überwachungsvorrichtung die eingangs beschriebenen Qualitätsprobleme erfasst werden können. Kommt es somit beispielsweise an der zuvor genannten ersten Bearbeitungsstation zu Qualitätsproblemen, so können beispielsweise mittels einer Recheneinrichtung die auf die erste Bearbeitungsstation folgenden, weiteren Bearbeitungsstationen derart angesteuert werden, dass ein auf das durch die erste Bearbeitungsstation bewirktes Bearbeiten folgendes, durch die weiteren Bearbeitungsstationen bewirkbares Bearbeiten und damit Veredeln des Teils der Materialbahn unterbleibt. Mit anderen Worten wird der Teil der Materialbahn, nach dem der Teil mittels der ersten Bearbeitungsstation fehlerhaft bearbeitet wurde, mittels der weiteren Bearbeitungsstationen nicht bearbeitet, sodass der Ausschuss gering gehalten werden kann.This problem can be avoided in the context of the method according to the invention, since the quality problems described in the introduction can be detected by means of the monitoring device. If, for example, quality problems arise at the aforementioned first processing station, for example, the further processing stations following the first processing station can be controlled such that processing effected by the first processing station has the following processing that can be effected by the further processing stations and thus refining the part of the material web is omitted. In other words, the part of the material web, after which the part has been processed incorrectly by means of the first processing station, is not processed by means of the further processing stations, so that the reject can be kept low.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die Realisierung einer effizienzoptimierten Betriebsstrategie für die als MEA-Fertigungsmaschine ausgebildete Anlage, sodass kostspielige Makulatur zumindest gering gehalten werden kann. Wird der Anlage beispielsweise eine Materialbahn als Schlechtmaterial zugeführt und/oder erfolgt die Bearbeitung des Teils mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen mit einer nur unzureichenden Qualität, so können diese Qualitätsprobleme mit Hilfe einer durch die Überwachungseinrichtung realisierbaren Inline-Qualitätsüberwachung detektiert werden. Anschließend können alle nachfolgenden Operationen das heißt Bearbeitungen an betroffenen Teilen der Materialbahn ausgesetzt werden, um die fehlerhaften Teile der Materialbahn und somit fehlerhafte Komponenten beziehungsweise Bauteile für Membran-Elektroden-Anordnungen nicht weiter zu veredeln. Im Falle von zugeführtem fehlerhaftem Material kann bei einer effizienzoptimierten Betriebsstrategie ein fehlerhafter Nutzen, das heißt beispielsweise ein fehlerhafter Teil einer Materialbahn einfach überspult werden, um so ausschließlich Material zu verbauen beziehungsweise zu verarbeiten, das eine hinreichende Qualität aufweist. Unter dem Überspulen ist beispielsweise zu verstehen, dass der fehlerhafte Nutzen beziehungsweise der fehlerhafte Teil einer Materialbahn einfach durch die Bearbeitungsstationen hindurchgeführt wird, ohne dass der fehlerhafte Nutzen beziehungsweise Teil durch die Bearbeitungsstationen verwendet wird. Anstelle diesem wird dann der diesem folgende Nutzen verarbeitet.The method according to the invention thus makes it possible to realize an efficiency-optimized operating strategy for the system designed as an MEA production machine, so that costly waste can be kept at least low. If, for example, a material web is supplied to the plant as a poor material and / or if the processing of the part takes place by means of at least one of the processing stations of inadequate quality, these quality problems can be detected with the aid of inline quality monitoring that can be implemented by the monitoring device. Subsequently, all subsequent operations, that is to say, machining operations on affected parts of the material web can be suspended in order to refine the defective parts of the material web and thus faulty components or components for membrane-electrode assemblies. In the case of supplied defective material, an erroneous benefit, that is, for example, a faulty part of a material web can be simply overwound in an efficiency-optimized operating strategy so as to obstruct or process only material that has a sufficient quality. Under the over-winding is to be understood, for example, that the erroneous benefit or the defective part of a material web is simply passed through the processing stations, without the erroneous benefit or part is used by the processing stations. Instead of this, the following benefit will be processed.

Fehlerhafte Nutzen beziehungsweise fehlerhafte Teile der Materialbahn können beispielsweise inline, das heißt während die Materialbahn die Bearbeitungsstationen durchläuft, mittels Messtechnik erkannt, insbesondere optisch erfasst, werden und/oder vorab digital, insbesondere auf einer Rolle, mit Positionsangaben vermerkt werden. Dadurch wird eine so genannte Fehlerkarte gebildet, welche auch als defect map bezeichnet wird.Incorrect use or defective parts of the material web, for example, inline, that is, while the web passes through the processing stations, detected by measuring technology, in particular optically detected, and / or be noted in advance digitally, in particular on a roll, with position information. As a result, a so-called error card is formed, which is also referred to as a defect map.

Falls eine entsprechende Fehlerstelle vorab nicht überspult werden kann, können vor- und/oder nachgestellte Veredelungsprozesse ausgesetzt und entsprechende Materialien nur zugeführt werden, falls klar ist, dass eine fehlerfreie Membran-Elektroden-Anordnung produziert wird. Mit anderen Worten wird der Teil der Materialbahn vorzugsweise dann und nur dann bearbeitet, wenn mittels der Überwachungseinrichtung eine hinreichende Qualität erfasst wird.If a corresponding point of failure can not be spooled in advance, pre- and / or subsequent finishing processes can be suspended and corresponding materials can only be supplied if it is clear that an error-free membrane-electrode assembly is being produced. In other words, the part of the material web is preferably processed then and only if a sufficient quality is detected by means of the monitoring device.

Unter dem Bearbeiten des Teils ist beispielsweise zu verstehen, dass der Teil umgeformt und/oder beschnitten und/oder mit wenigstens einem Bauelement versehen, insbesondere verbunden, wird. Das Bauelement wird beispielsweise auf den Teil aufgebracht, insbesondere aufgedruckt. Beispielsweise ist das Bauelement aus einem Material hergestellt. Um beispielsweise den Teil mit dem Bauelement zu versehen, wird das genannte Material an wenigstens einer der Bearbeitungsstationen zugeführt und auf den Teil aufgebracht. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Material dann und nur dann zugeführt und auf den Teil aufgebracht wird, wenn mittels der Überwachungseinrichtung eine hinreichende Qualität erfasst wird.By machining the part, it is to be understood, for example, that the part is reshaped and / or trimmed and / or provided with at least one component, in particular connected. The component is applied, for example, on the part, in particular printed. For example, the device is made of a material. For example, to provide the part with the device, said material is supplied to at least one of the processing stations and applied to the part. It is preferably provided that the material is then and only then supplied and applied to the part when a sufficient quality is detected by means of the monitoring device.

Ferner kann unter dem Bearbeiten des Teils verstanden werden, dass der Teil entsprechend ausgerichtet und beispielsweise abgelegt, insbesondere auf wenigstens einen anderen Teil abgelegt, wird. Dabei ist es denkbar, dass bei falsch abgelegten Teilen und/oder bei fehlerhaft auf den Teil aufgebrachten Bauelementen alle auf diese fehlerhafte Operation folgenden Prozesse ausgesetzt werden, sodass der fehlerhafte Nutzen beziehungsweise der fehlerhafte Teil nicht weiter bearbeitet und somit nicht weiter veredelt wird.Furthermore, the processing of the part can be understood to mean that the part is correspondingly aligned and, for example, stored, in particular deposited on at least one other part. It is conceivable that when wrongly filed Sharing and / or faulty on the part applied components are exposed to all subsequent to this erroneous operation processes so that the erroneous benefit or the defective part is not further processed and thus not further refined.

Zu solchen fehlerhaften Operationen und den daraus resultierenden Qualitätsproblemen kommt es beispielsweise aufgrund von Prozessschwankungen und/oder aufgrund von mangelnder Qualität der Materialbahn. Um solche Prozessschwankungen und Probleme am Produkt inline erkennen zu können, kommt beispielsweise ein umfangreiches Qualitätsüberwachungssystem zum Einsatz, das alle relevanten Kenngrößen, insbesondere in Echtzeit, überwacht. Dabei stellt das Qualitätsüberwachungssystem, welches beispielsweise durch die Überwachungseinrichtung gebildet ist, vorzugsweise sowohl die Funktionsweise der Anlage sicher und kontrolliert ferner die applizierte Qualität am Produkt.Such faulty operations and the resulting quality problems occur, for example, due to process fluctuations and / or due to poor quality of the material web. In order to be able to identify in-line such process fluctuations and problems on the product, for example, an extensive quality monitoring system is used which monitors all relevant parameters, in particular in real time. In this case, the quality monitoring system, which is formed for example by the monitoring device, preferably ensures both the functioning of the system and also controls the quality applied to the product.

Versuche haben ergeben, dass es durch den Einsatz der Überwachungseinrichtung und der Realisierung eines Qualitätsüberwachungssystems möglich ist, im Rahmen einer zumindest im Wesentlichen kontinuierlichen Herstellung einer Membran-Elektroden-Anordnung den Ausschuss besonders gering zu halten.Experiments have shown that it is possible by the use of the monitoring device and the realization of a quality monitoring system to keep the Committee particularly low in the context of an at least substantially continuous production of a membrane-electrode assembly.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Perspektivansicht auf eine Vorrichtung zum Herstellen wenigstens einer Membran-Elektroden-Anordnung mit einer Überwachungseinrichtung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing; this shows in the single FIGURE a schematic perspective view of an apparatus for producing at least one membrane electrode assembly with a monitoring device.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Anlage zum Herstellen wenigstens einer Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) für eine Brennstoffzelle. Eine solche Brennstoffzelle kommt beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens, zum Einsatz, um elektrischen Strom bereitzustellen. Der bereitgestellte elektrische Strom kann beispielsweise in einem elektrischen Energiespeicher gespeichert und/oder wenigstens einer elektrischen Maschine zugeführt werden, um dadurch die elektrische Maschine als Elektromotor zu betreiben. Dabei ist das Kraftfahrzeug mittels des Elektromotors antreibbar.The single FIGURE shows a schematic perspective view of a whole 10 designated plant for producing at least one membrane electrode assembly (MEA) for a fuel cell. Such a fuel cell is used, for example, in a drive train of a motor vehicle, in particular a motor vehicle such as a passenger car, to provide electrical power. The electrical current provided can be stored, for example, in an electrical energy store and / or fed to at least one electric machine, thereby operating the electric machine as an electric motor. In this case, the motor vehicle can be driven by means of the electric motor.

Mittels der Anlage 10 wird ein Verfahren zum Herstellen der wenigstens einen Membran-Elektroden-Anordnung durchgeführt. Bei dem Verfahren wird eine durchgängige Materialbahn 12 bereitgestellt, welche auch als Endlosmaterial bezeichnet wird. Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Materialbahn 12 zunächst auf eine Rolle 14 aufgewickelt ist. Die Materialbahn 12 wird von der Rolle 14 abgewickelt und der Anlage 10 zugeführt.By means of the plant 10 For example, a method of manufacturing the at least one membrane-electrode assembly is performed. In the process, a continuous material web 12 provided, which is also referred to as continuous material. From the Fig. It can be seen that the material web 12 first on a roll 14 is wound up. The material web 12 gets off the role 14 unwound and the plant 10 fed.

Die Anlage 10 weist eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen 16a–d auf, mittels welchen die Materialbahn 12, insbesondere jeweilige Teile 18 der Materialbahn 12, bearbeitet werden können. Durch das Bearbeiten des jeweiligen Teils 18 der Materialbahn 12 wird wenigstens eine der Komponente der jeweiligen Membran-Elektroden-Anordnung hergestellt. Unter dem Bearbeiten des jeweiligen Teils 18 ist beispielsweise zu verstehen, dass der jeweilige Teil 18 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von der übrigen Materialbahn 12 getrennt und/oder beschnitten und/oder umgeformt und/oder mit wenigstens einem Bauelement der jeweiligen Membran-Elektroden-Anordnung versehen wird. Das genannte Bauelement ist beispielsweise aus einem Material gebildet, welches wenigstens einer der Bearbeitungsstationen 16a–d zugeführt wird. Mittels der wenigstens einen Bearbeitungsstation 16a–d wird das Material beispielsweise auf den jeweiligen Teil 18 aufgebracht, wobei das Material beispielsweise auf den jeweiligen Teil 18 aufgedruckt wird. Hierdurch wird der jeweilige Teil 18 mit dem jeweiligen Bauelement versehen.The attachment 10 has a plurality of processing stations 16a -D, by means of which the material web 12 , in particular respective parts 18 the material web 12 , can be edited. By editing the respective part 18 the material web 12 At least one of the components of the respective membrane electrode assembly is produced. Under the editing of the respective part 18 For example, to understand that the respective part 18 at least partially, in particular completely, of the remaining material web 12 separated and / or trimmed and / or reshaped and / or provided with at least one component of the respective membrane electrode assembly. The said component is formed for example of a material which at least one of the processing stations 16a -D is supplied. By means of the at least one processing station 16a For example, the material is applied to the respective part 18 applied, for example, the material on the respective part 18 is printed. This will be the respective part 18 provided with the respective component.

Insbesondere kann unter dem Bearbeiten des jeweiligen Teils 18 verstanden werden, dass der jeweilige Teil 18 mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen 16a–d bedruckt wird. Hierdurch wird beispielsweise Material auf den jeweiligen Teil 18 aufgedruckt, wodurch der jeweilige Teil 18 mit dem zuvor genannten Bauelement versehen werden kann. Dabei ist die Anlage 10 insbesondere als Verarbeitungsmaschine, insbesondere als rollenverarbeitende Maschine, ausgebildet, sodass eine zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Herstellung, das heißt eine so genannte Inline-Produktion der jeweiligen Membran-Elektroden-Anordnung realisierbar ist.In particular, while editing the respective part 18 be understood that the respective part 18 by means of at least one of the processing stations 16a -D is printed. As a result, for example, material on the respective part 18 imprinted, whereby the respective part 18 can be provided with the aforementioned component. Here is the attachment 10 in particular as a processing machine, in particular as a roll-processing machine, designed so that an at least substantially continuous production, that is, a so-called inline production of the respective membrane electrode assembly can be realized.

Um nun im Rahmen des Verfahrens den Ausschuss besonders gering zu halten und somit die jeweilige Membran-Elektroden-Anordnung besonders kostengünstig herstellen zu können, ist eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte Überwachungseinrichtung 20 vorgesehen, mittels welcher wenigstens eine eine Qualität zumindest des jeweiligen Teils 18 charakterisierende Messgröße erfasst wird. Dabei wird der jeweilige Teil 18 mittels der Bearbeitungsstationen 16a–d in Abhängigkeit von der erfassten Messgröße bearbeitet. Die Messgröße charakterisiert beispielsweise eine Qualität der Materialbahn 12 selbst. Wird beispielsweise mittels der Überwachungseinrichtung 20 erfasst, dass die Materialbahn 12, insbesondere noch vor dem Zuführen der Materialbahn 12 in die Anlage 10, zumindest teilweise eine unzureichende Qualität aufweist, sodass beispielsweise wenigstens einer der Teile 18 eine unzureichende Qualität und somit Qualitätsprobleme aufweist, so können beispielsweise die Bearbeitungsstationen 16a–d in Abhängigkeit von der Messgröße derart angesteuert werden, dass ein durch die Bearbeitungsstationen 16a–d bewirktes Bearbeiten des die Qualitätsprobleme aufweisenden Teils 18 unterbleibt.In order to keep the rejects particularly low within the scope of the method and thus to be able to produce the respective membrane-electrode arrangement in a particularly cost-effective manner, a monitoring device which is shown particularly schematically in the figure is shown 20 provided by means of which at least one of a quality at least of the respective part 18 characterizing measure is detected. This is the respective part 18 by means of the processing stations 16a -D is processed as a function of the acquired measured variable. The measured variable characterizes, for example, a quality of the material web 12 itself. For example, by means of the monitoring device 20 recorded that the material web 12 , Especially before feeding the web 12 in the plant 10 , at least partially of insufficient quality, so that for example, at least one of the parts 18 an insufficient quality and thus has quality problems, so for example, the processing stations 16a -D are controlled in dependence on the measured variable such that one through the processing stations 16a -D effect editing of the part having quality problems 18 omitted.

Weist beispielsweise ein erster der Teile 18 eine unzureichende Qualität auf, wobei ein zweiter der Teile 18 eine hinreichende Qualität aufweist, so werden die Bearbeitungsstationen 16a–d beispielsweise derart angesteuert, dass der erste Teil 18 nicht mittels der Bearbeitungsstationen 16a–d bearbeitet wird. Ferner werden die Bearbeitungsstationen 16a–d derart angesteuert, dass der zweite Teil 18 mittels der Bearbeitungsstationen 16a–d bearbeitet, das heißt veredelt wird. Würde der erste Teil 18 mittels der Bearbeitungsstationen 16a–d bearbeitet, obwohl der erste Teil 18 eine unzureichende Qualität aufweist, so müsste der Teil 18 nach seiner Bearbeitung als Ausschuss verworfen, insbesondere entsorgt, werden. Somit würde die Anlage 10 den ersten Teil 18 unnötiger Weise bearbeiten.For example, assigns a first of the parts 18 an inadequate quality, with a second of the parts 18 has a sufficient quality, then the processing stations 16a -D, for example, driven such that the first part 18 not by means of the processing stations 16a -D is being edited. Furthermore, the processing stations 16a -D controlled such that the second part 18 by means of the processing stations 16a -D edited, that is refined. Would the first part 18 by means of the processing stations 16a -D edited, although the first part 18 has a poor quality, the part would have to 18 discarded after its processing as a committee, in particular disposed of. Thus, the plant would 10 the first part 18 edit unnecessarily.

Ein solches unnötiges Bearbeiten des fehlerhaften ersten Teils 18 kann nun vermieden werden, da die unzureichende Qualität des ersten Teils 18 mittels der Überwachungseinrichtung 20 erfasst werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die Messgröße ein Bearbeitungsergebnis charakterisiert, welches aus dem mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen 16a–d bewirkten Bearbeiten des jeweiligen Teils 18 resultiert.Such an unnecessary editing of the faulty first part 18 can now be avoided because of the inadequate quality of the first part 18 by means of the monitoring device 20 can be detected. Furthermore, it is conceivable that the measured variable characterizes a processing result, which is determined by means of at least one of the processing stations 16a -D caused editing of the respective part 18 results.

Dies bedeutet, dass mittels der jeweiligen Bearbeitungsstation 16a–d wenigstens ein Bearbeitungsschritt oder Bearbeitungsvorgang durchgeführt wird, wobei der Bearbeitungsschritt beziehungsweise Bearbeitungsvorgang auch als Operation bezeichnet wird. Wird beispielsweise mittels der Überwachungssystems 20 erfasst, dass ein dritter der Teile 18 mittels der Bearbeitungsstation 16a nicht oder mit einer nur unzureichenden Qualität bearbeitet wird, sodass das Bearbeitungsergebnis der Bearbeitungsstation 16a eine unzureichende Qualität aufweist, so können die auf die Bearbeitungsstation 16a folgenden Bearbeitungsstationen 16a–d derart angesteuert werden, dass der dritte Teil 18 nicht mittels der Bearbeitungsstation 16b–d bearbeitet wird. Auch dadurch können unnötige Bearbeitungen und somit Veredelungen des dritten Teils 18 vermieden werden, sodass die jeweilige Membran-Elektroden-Anordnung kostengünstig hergestellt werden kann. Zwar wird der dritte Teil 18 mittels der Bearbeitungsstation 16a bearbeitet, jedoch unterbleibt ein auf das mittels der Bearbeitungsstation 16a bewirkte Bearbeiten des dritten Teils 18 folgendes, weiteres Bearbeiten des dritten Teils 18, sodass unnötige Operationen vermieden werden können.This means that by means of the respective processing station 16a -D at least one machining step or machining operation is performed, wherein the machining step or machining operation is also referred to as an operation. For example, by means of the monitoring system 20 that captures a third of the parts 18 by means of the processing station 16a is not processed or with an insufficient quality, so that the processing result of the processing station 16a has an inadequate quality, so can the on the processing station 16a following processing stations 16a -D be controlled such that the third part 18 not by means of the processing station 16b -D is being edited. Also, this can unnecessary edits and thus refinements of the third part 18 be avoided, so that the respective membrane-electrode assembly can be produced inexpensively. Although the third part 18 by means of the processing station 16a edited, but is omitted on the means of the processing station 16a effected editing of the third part 18 following, further editing of the third part 18 so that unnecessary operations can be avoided.

Um die Qualität des Teils 18, insbesondere des Bearbeitungsergebnisses, zu erfassen, wird der jeweilige Teil 18 mittels der Überwachungseinrichtung 20 beispielsweise optisch erfasst. Hierdurch kann die Qualität des jeweiligen Teils 18 beziehungsweise die Qualität des Bearbeitungsergebnisses besonders gut erfasst werden.To the quality of the part 18 , in particular of the processing result, to capture the respective part 18 by means of the monitoring device 20 for example, optically detected. This allows the quality of each part 18 or the quality of the processing result can be recorded particularly well.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 112008001580 T5 [0003] DE 112008001580 T5 [0003]

Claims (7)

Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung für eine Brennstoffzelle, bei welchem eine durchgängige Materialbahn (12) bereitgestellt wird, welche eine Anlage (10) mit einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen (16a–d) durchläuft, mittels welchen zumindest ein Teil (18) der Materialbahn (12) bearbeitbar ist, um aus dem Teil wenigstens eine Komponente der Membran-Elektroden-Anordnung herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Überwachungseinrichtung (20) vorgesehen ist, mittels welcher wenigstens eine eine Qualität zumindest des Teils (18) charakterisierende Messgröße erfasst wird, wobei der Teil (18) mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen (16a–d) in Abhängigkeit von der erfassten Messgröße bearbeitet wird.Method for producing a membrane electrode assembly for a fuel cell, in which a continuous material web ( 12 ) which is a plant ( 10 ) with a plurality of successive processing stations ( 16a -D), by means of which at least one part ( 18 ) of the material web ( 12 ) is machined to produce from the part at least one component of the membrane-electrode assembly, characterized in that at least one monitoring device ( 20 ) is provided, by means of which at least one of a quality at least of the part ( 18 ) characterizing measure, the part ( 18 ) by means of at least one of the processing stations ( 16a -D) is processed as a function of the detected measured variable. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße eine Qualität der Materialbahn (12) charakterisiert.A method according to claim 1, characterized in that the measured variable is a quality of the material web ( 12 Characterized. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße eine Qualität anderer in der Anlage (10) zugeführter Bestandteile der hergestellten Komponente der Membran-Elektroden-Anordnung charakterisiert.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the measured quantity is a quality of others in the plant ( 10 ) supplied components of the manufactured component of the membrane-electrode assembly characterized. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße die Funktion einer in der Anlage befindlichen Betriebsmittels zur Herstellung der Komponente der Membran-Elektroden-Anordnung charakterisiert.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measured variable characterizes the function of an on-plant equipment for producing the component of the membrane-electrode assembly. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße ein Bearbeitungsergebnis charakterisiert, welches aus dem mittels wenigstens einer der Bearbeitungsstationen (16a–d) bewirkten Bearbeiten des Teils (18) resultiert.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measured variable characterizes a processing result, which from the means of at least one of the processing stations ( 16a -D) caused editing of the part ( 18 ) results. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Qualität des Bearbeitungsergebnisses ein auf das mittels der wenigstens einen Bearbeitungsstation (16a) bewirkte Bearbeiten des Teils (18) folgendes, weiteres Bearbeiten des Teils (18) unterbleibt.A method according to claim 5, characterized in that depending on the quality of the processing result on the means of at least one processing station ( 16a ) caused editing of the part ( 18 ) following, further editing the part ( 18 ) is omitted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Teil der Materialbahn (12) mittels der Überwachungseinrichtung (20) optisch erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least the part of the material web ( 12 ) by means of the monitoring device ( 20 ) is optically detected.
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