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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines Bauteils bekannt. Beispielsweise wird in der
DE 199 12 054 A1 ein Verfahren zum Bedrucken und Kaschieren von flexiblen Materialien, insbesondere unter Anwendung von Flexodruckmaschinen, beschrieben. Das Verfahren dient zur Herstellung von Verbundstoffen, die aus Druck- und Kaschiermaterialien bestehen. Ein Druck- und Kaschierprozess erfolgen zusammen innerhalb einer Druckmaschineneinrichtung, in der das Verfahren mittels strahlenhärtbarer Druckfarben und mittels für den Kaschierungsprozess zur Anwendung kommender, strahlenhärtbarer Klebstoffe durchgeführt wird. Des Weiteren wird der strahlenhärtbare Klebstoff im letzten Druckwerk der Druckmaschine aufgetragen. Danach erfolgt die Aushärtung mittels eines Strahlersystems und die Verbindung der Kaschiermaterialien mit den bedruckten Materialien wird nach ihrer Zusammenführung in einem maschineninternen Presseur hergestellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen anzugeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zum Verbinden von Bauteilen wird ein chemisch härtbarer Klebstoff, insbesondere in flüssiger Form, zumindest bereichsweise auf zumindest ein Bauteil aufgebracht und die Bauteile werden zusammengefügt.
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Erfindungsgemäß wird der chemisch härtbare Klebstoff nach dem Fügen der Bauteile mittels eines einzigen Bestrahlungsvorgangs aktiviert und ausgehärtet.
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Das Verfahren ermöglicht durch das gleichzeitige Aushärten aller Klebstoffschichten eine Kostenreduzierung und eine bessere zeitliche Flexibilität gegenüber dem Stand der Technik. Dies ist insbesondere deshalb möglich, da eine bei dem Bestrahlungsvorgang emittierte Strahlung die Bauteile durchdringt, so dass auch verdeckte Klebstoffschichten aktiviert werden. Somit sind keine separaten Vorhärtevorgänge des Klebstoffs erforderlich.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Klebstoff zum Zeitpunkt des Fügens der Bauteile eine niedrige Viskosität aufweist, wodurch sich dieser besser verteilen und beispielsweise in raue und/oder poröse Strukturen der Bauteile eindringen kann, so dass z. B. eine Rauheit in den Bauteilen mittels des Klebstoffs ausgleichbar ist. Auch ist somit eine Korrektur einer Lage der Bauteile relativ zueinander nach dem Fügen noch möglich.
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Darüber hinaus kann der Klebstoff als Dichtung eingesetzt werden, wobei durch die optimale und gleichmäßige Verteilung, insbesondere in den Bauteilen, eine sichere Dichtwirkung erreicht wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird der chemisch härtbare Klebstoff mittels gepulster ultravioletter Strahlung chemisch ausgehärtet. Dazu wird der Klebstoff mittels diskret emittierter ultravioletter Strahlung bestrahlt. Dies wird beispielsweise mittels einer oder zweckmäßigerweise mittels einer Mehrzahl von als Licht emittierende Dioden, insbesondere von als UV-Licht emittierenden Dioden, durchgeführt. Mittels einer Mehrzahl derartiger Strahlungsquellen wird eine flächige Bestrahlung des mit dem Klebstoff beschichteten Bauteils erreicht. Gepulste UV-Strahlungsquellen emittieren in wenigen Millisekunden so viel Lichtleistung wie Standard-Mitteldruckstrahler in mehreren Sekunden. Eine Intensität der Strahlung ist zweckmäßigerweise so groß, dass die UV-Strahlung das Bauteil oder die Bauteile, insbesondere mehrere Komponentenschichten, durchdringt und der Klebstoff auch in verdeckten Bereichen des Bauteilverbunds aktiviert werden kann und aushärtet.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird der chemisch härtbare Klebstoff mittels Elektronenstrahlung chemisch ausgehärtet. Hierbei werden Elektronen in einem Vakuum, z. B. in einer Vakuumröhre, in Richtung der zusammengefügten Bauteile beschleunigt. Eine dabei übertragene Energie aktiviert den Klebstoff, wodurch der Klebstoff aushärtet. Dies wird beispielsweise mittels einer oder zweckmäßigerweise mittels einer Mehrzahl von als Elektronen emittierenden Strahlungsquellen durchgeführt. Auch hierbei ist eine Intensität der Strahlung zweckmäßigerweise so groß, dass die Strahlung das Bauteil oder die Bauteile durchdringt und der Klebstoff auch in verdeckten Bereichen des Bauteilverbunds aktiviert werden kann und aushärtet.
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Vorzugsweise wird der chemisch härtbare Klebstoff zumindest bereichsweise auf ein als ein Rahmenelement einer Membran-Elektroden-Anordnung ausgebildetes erstes Bauteil einer Brennstoffzelle, auf ein als eine katalysatorbeschichtete Membran der Membran-Elektroden-Anordnung ausgebildetes zweites Bauteil der Brennstoffzelle und/oder auf ein als eine kathodenseitige Gasdiffusionsschicht der Membran-Elektroden-Anordnung ausgebildetes drittes Bauteil der Brennstoffzelle und/oder auf ein als eine anodenseitige Gasdiffusionsschicht der Membran-Elektroden-Anordnung ausgebildetes viertes Bauteil der Brennstoffzelle aufgebracht. Beim Fügen der Bauteile werden das zweite Bauteil und zumindest abschnittsweise das erste Bauteil zwischen dem dritten Bauteil und dem vierten Bauteil positioniert, wobei der chemisch hartbare Klebstoff in einem einzigen Bestrahlungsvorgang ausgehärtet wird. Die derart miteinander verbundenen Bauteile bilden einen Membran-Elektroden-Schichtverbund aus, bei dem zwischen den Gasdiffusionsschichten die katalysatorbeschichte Membran und zumindest abschnittsweise das Rahmenelement angeordnet ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der chemisch härtbare Klebstoff mittels Siebdruck auf das zumindest eine Bauteil aufgebracht. Dadurch wird ein hochgenaues Aufbringen des Klebstoffs ermöglicht. Alternativ kann der Klebstoff beispielsweise auch aufgespritzt bzw. aufgesprüht werden, aufgestrichen werden oder mittels anderer bekannter Drucktechniken oder Klebstoffaufbringtechniken aufgebracht werden.
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Eine Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen umfasst mindestens eine Aufbringeinheit zum zumindest bereichsweisen Aufbringen eines chemisch härtbaren Klebstoffs auf zumindest ein Bauteil und mindestens eine Fügeeinheit zum Zusammenfügen der Bauteile nach dem zumindest bereichsweisen Aufbringen des chemisch härtbaren Klebstoffs. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Bestrahlungsanordnung zum Aushärten des chemisch härtbaren Klebstoffs in einem einzigen Bestrahlungsvorgang nach dem Fügen der Bauteile.
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Die Vorrichtung ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und dadurch die aus dem Verfahren resultierenden, bereits genannten Vorteile. Auf diese Weise sind alle Klebstoffschichten der Bauteile gleichzeitig aushärtbar, wobei eine optimale Klebeverbindung der miteinander zu verklebenden Bauteile sicherzustellen ist. Dadurch, dass keine Vorhärtung des Klebstoffs erforderlich ist, weist der Klebstoff eine entsprechend geringe Viskosität auf, so dass sich dieser besser verteilen kann und beispielsweise in raue und/oder poröse Strukturen besser eindringen kann, wobei beispielsweise eine Rauheit durch den Klebstoff ausgleichbar ist. Dadurch ist der Klebstoff beispielsweise auch als Dichtung zu verwenden, wobei durch die optimale und gleichmäßige Verteilung eine sichere Dichtwirkung erreichbar ist.
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Des Weiteren ist die Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik kosteneffizienter, da für die Ausbildung einer Membran-Elektroden-Anordnung nur ein Bestrahlungsvorgang erforderlich ist. Dementsprechend werden gegenüber bekannten Vorrichtungen weniger Strahlungsquellen benötigt und das Verfahren ist mittels der Vorrichtung zeit- und energieeffizienter durchführbar.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Bestrahlungsanordnung zumindest eine als Licht emittierende Diode ausgebildete Strahlungsquelle auf. Zweckmäßigerweise weist die Bestrahlungsanordnung eine Mehrzahl derartiger Strahlungsquellen auf. Durch diese Strahlungsquellen wird insbesondere eine flächige Bestrahlung des mit Klebstoff beschichteten Bauteils erreicht, wobei die Strahlung die Bauteile durchdringt und alle Klebstoffschichten, insbesondere auch verdeckte Klebstoffschichten, gleichzeitig aktivierbar und aushärtbar sind.
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Die zumindest eine Strahlungsquelle ist beispielsweise als eine gepulste ultraviolette Strahlung abstrahlende Strahlungsquelle, z. B. in Form einer UV-Blitzlampe, ausgebildet. Dies ermöglicht ein Aushärten des Klebstoffs mittels gepulster ultravioletter Strahlung. Bei einer UV-Blitzlampe wird eine bei der Emission der UV-Strahlung freigesetzte Energie nicht kontinuierlich, sondern diskret im Abstand von wenigen Millisekunden abgegeben. Dadurch, dass nur ein Bestrahlungsvorgang erforderlich ist, ist eine dabei übertragene Wärmeenergie und somit eine thermische Bauteilbelastung gering.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Bestrahlungsanordnung zumindest eine als Elektronenstrahlungsquelle ausgebildete Strahlungsquelle auf, z. B. in Form einer Kathodenröhre zum Emittieren von Elektronen. Dies ermöglicht ein Aushärten des chemisch härtbaren Klebstoffs mittels Elektronenstrahlung. Hierbei ist ebenfalls eine Strahlungsbelastung der Bauteile gering, da nur ein Bestrahlungsvorgang erforderlich ist.
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Vorzugsweise ist die mindestens eine Aufbringeinheit als eine Siebdruckeinheit ausgebildet. Dadurch ist ein hochgenaues Aufbringen des chemisch härtbaren Klebstoffs ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch ein Verfahrensablauf eines bekannten Verfahrens zum Verbinden von Bauteilen,
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2 schematisch ein mit einem chemisch härtbaren Klebstoff benetztes Bauteil und eine Bestrahlungsanordnung gemäß dem Stand der Technik in Draufsicht,
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3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
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4 schematisch ein Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden von Bauteilen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch einen beispielhaften Verfahrensablauf eines bekannten Verfahrens zum Verbinden von Bauteilen 1 bis 4, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Ausbildung einer Membran-Elektroden-Anordnung MEA einer hier nicht näher dargestellten Brennstoffzelle vorgesehen sind.
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Dazu ist ein erstes Bauteil 1 als ein Rahmenelement der Membran-Elektroden-Anordnung MEA ausgebildet, wobei das erste Bauteil 1 als Rollware bereitgestellt wird. Ein zweites Bauteil 2 ist als katalysatorbeschichtete Membran der Membran-Elektroden-Anordnung MEA ausgebildet und wird ebenfalls als Rollware bereitgestellt. Ein drittes Bauteil 3 ist als eine kathodenseitige Gasdiffusionsschicht der Membran-Elektroden-Anordnung MEA und ein viertes Bauteil 4 ist als eine anodenseitige Gasdiffusionsschicht der Membran-Elektroden-Anordnung MEA ausgebildet. Das dritte und vierte Bauteil 3, 4 werden analog zum ersten und zweiten Bauteil 1, 2 als Rollware bereitgestellt.
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Zur Ausbildung der Membran-Elektroden-Anordnung MEA wird in einem ersten Verfahrensschritt S1 ein chemisch härtbarer Klebstoff K (dargestellt in 2) in flüssiger Form zumindest bereichsweise auf das als Rollware bereitgestellte erste Bauteil 1 aufgebracht. Insbesondere wird der Klebstoff K auf eine Oberflächenseite des ersten Bauteils 1 mit einer möglichst konstanten Schichtdicke aufgebracht. Dies erfolgt mittels einer Aufbringeinheit 5 (dargestellt in 3), die beispielsweise als eine Siebdruckeinheit ausgebildet ist.
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Anschließend wird der Klebstoff K photochemisch vorgehärtet, d. h. eine Bestrahlung mit Licht einer oder mehrerer vorgegebener Wellenlängen löst in dem Klebstoff K eine chemische Reaktion aus, welche einen sukzessiven Härteprozess bzw. ein Vernetzen des Klebstoffs K aktiviert.
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Die Bestrahlung des Klebstoffs K erfolgt mittels einer Bestrahlungsanordnung 6 (dargestellt in 2), welche beispielsweise eine UV-Licht oder Infrarotlicht emittierende Strahlungsquelle 6.1 umfasst.
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2 zeigt dabei beispielhaft eine bekannte Strahlungsquelle 6.1 mit einem beispielhaft gezeigten dritten Bauteil 3, welches mit Klebstoff K versehen ist.
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Die Strahlungsquelle 6.1 ist mit einer Mehrzahl UV-Licht oder Infrarotlicht emittierender Leuchtdioden, die in einem Array angeordnet sind. Das beispielhaft gezeigte dritte Bauteil 3 wird bestrahlt und bewegt sich dabei in Pfeilrichtung unter dem Array. Für eine möglichst gleichmäßige Aktivierung des Klebstoffs K sowie zur potentiellen Kompensierung defekter Leuchtdioden sind die Leuchtdioden hierbei versetzt zueinander angeordnet. Die Leuchtdioden können einzeln und/oder gemeinsam angesteuert werden.
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Des Weiteren sind die Leuchtdioden diskret schaltbar, d. h. die Strahlungsquelle 6.1 ist beispielsweise als eine UV-Blitzlampe ausgebildet.
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Wiederum Bezug nehmend auf 1 wird in einem zweiten Verfahrensschritt S2 das als Rollware bereitgestellte zweite Bauteil 2, d. h. die katalysatorbeschichtete Membran, abgerollt und auf dem mit dem Klebstoff K versehenen ersten Bauteil 1, d. h. dem Rahmenelement, angeordnet und mit diesem gefügt. Dabei wird das zweite Bauteil 2 vor, während oder nach dem Fügen mit vorgegebenen Abmessungen versehen. D. h., das zweite Bauteil 2 wird mit den gewünschten Abmessungen aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten (nicht genauer dargestellt). Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 erfolgt nach einem vollständigen Aushärten des Klebstoffs K, wobei dieser in Abhängigkeit der Eigenschaften des Klebstoffs K nach einem bestimmten Zeitraum vollständig aushärtet.
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Anschließend wird auf das zweite Bauteil 2 ebenfalls Klebstoff K in flüssiger Form aufgebracht und dieser vorgehärtet. Dies erfolgt auf die gleiche Weise wie es bereits im ersten Verfahrensschritt S1 beschrieben ist.
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Nach der Vorhärtung des Klebstoffs K wird in einem dritten Verfahrensschritt S3 das als Rollware bereitgestellte dritte Bauteil 3, d. h. die kathodenseitige Gasdiffusionsschicht, abgerollt und auf dem mit dem Klebstoff K versehenen zweiten Bauteil 2, d. h. auf der katalysatorbeschichteten Membran, angeordnet und mit diesem gefügt. Auch hierbei wird das dritte Bauteil 3 vor, während oder nach dem Fügen mit vorgegebenen Abmessungen versehen. D. h., das dritte Bauteil 3 wird mit den gewünschten Abmessungen aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten (nicht genauer dargestellt). Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Bauteil 2 und dem dritten Bauteil 3 erfolgt ebenfalls nach einem vollständigen Aushärten des Klebstoffs K. Anschließend wird auf eine gegenüberliegende Oberflächenseite des ersten Bauteils 1 der chemisch härtbare Klebstoff K in flüssiger Form aufgebracht und anschließend vorgehärtet. Dies erfolgt auf die gleiche Weise wie es bereits im ersten Verfahrensschritt S1 und im zweiten Verfahrensschritt S2 beschrieben ist.
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In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird das als Rollware bereitgestellte vierte Bauteil 4, d. h. die anodenseitige Gasdiffusionsschicht, abgerollt und auf dem mit dem Klebstoff K versehenen ersten Bauteil 1, d. h. dem Rahmenelement, angeordnet und mit diesem gefügt. Dabei wird das vierte Bauteil 4 vor, während oder nach dem Fügen mit vorgegebenen Abmessungen versehen. D. h., das vierte Bauteil 4 wird mit den gewünschten Abmessungen aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten (nicht genauer dargestellt). Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem vierten Bauteil 4 erfolgt nach einem vollständigen Aushärten des Klebstoffs K.
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In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird zur Ausbildung der Membran-Elektroden-Anordnung MEA der Bauteilverbund mit gewünschten Abmessungen versehen, wobei das erste Bauteil 1, d. h. das Rahmenelement, aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten wird. Ein Verschnitt des ersten Bauteils 1 wird wieder aufgerollt.
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Das hier gezeigte, bekannte Verfahren ist beispielhaft beschrieben. Die Reihenfolge der Gasdiffusionsschichten kann somit variieren. D. h., das dritte Bauteil 3 kann alternativ auch die anodenseitige Gasdiffusionsschicht darstellen bzw. kann das vierte Bauteil 4 alternativ die kathodenseitige Gasdiffusionsschicht darstellen. Des Weiteren ist anhand des beschriebenen Verfahrens erkennbar, dass für jedes zu verbindende Bauteil 1 bis 4 ein Klebstoffauftrag, eine Vorhärteoperation und ein Fügevorgang erforderlich sind, wobei diese Vorgänge in einem zeitlich definierten Abstand erfolgen müssen. Ebenso ist eine Reihenfolge der Verarbeitung vorgegeben. Zur Reduzierung einer Anzahl dieser Vorgänge wird ein erfindungsgemäßes Verfahren vorgeschlagen, welches in 4 näher dargestellt ist und welches mittels einer in 3 dargestellten Vorrichtung V zum Verbinden von Bauteilen 3, 4 durchführbar ist.
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3 zeigt dazu ein Blockschaltbild einer Vorrichtung V zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Vorrichtung V umfasst die bereits erwähnte Aufbringeinheit 5, die analog zum Stand der Technik als eine Siebdruckeinheit ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung V kann auch mehrere Aufbringeinheiten 5 umfassen.
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Des Weiteren umfasst die Vorrichtung V eine Bestrahlungsanordnung 6', die als Strahlungsquelle 6.1' gepulstes UV-Licht emittierende Leuchtdioden aufweist. Die Strahlungsquelle 6.1' ist dazu beispielsweise röhrenförmig, insbesondere als so genannte Quecksilberdampf-Mitteldruckröhre ausgebildet. Die UV-Strahlung wird dabei von der Strahlungsquelle 6.1' diskret emittiert; z. B. ist die Strahlungsquelle 6.1' als eine UV-Blitzlampe ausgebildet. Dabei wird in einem zeitlichen Abstand von wenigen Millisekunden UV-Licht emittiert, wobei eine Intensität des UV-Lichts derart hoch ist, dass diese nicht von den Bauteilen 1 bis 4 absorbiert wird, sondern zumindest teilweise durch diese hindurchdringen kann. Der Vorteil einer gepulsten UV-Licht emittierenden Strahlungsquelle 6.1' ist, dass hierbei zum Schutz vor dem UV-Licht eine einfache optische Abschirmung ausreichend ist. Des Weiteren ist eine Wärmebelastung der Bauteile 1 bis 4 gering. Darüber hinaus emittieren UV-Blitzlampen in wenigen Millisekunden so viel Lichtleistung wie Standard-Mitteldruckstrahler in mehreren Sekunden. Die dabei eingesetzte hohe Intensität ist in der Lage mehrere Schichten von Bauteilen 1 bis 4 zu durchdringen und ermöglicht so eine Aktivierung des Klebstoffes K nach dem Fügen der Bauteile 1 bis 4.
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Alternativ kann die Strahlungsquelle 6.1' auch Elektronen emittieren, wobei die Strahlungsquelle 6.1' eine Elektronen emittierende Kathode aufweist und die Elektronen ähnlich wie in einem Röntgenapparat in einem Vakuum in Richtung der zusammengefügten Bauteile 1 bis 4 beschleunigt werden. Eine dabei übertragene Energie aktiviert einen Aushärtevorgang des Klebstoffs K. Mittels Elektronenstrahlung können gegenüber der UV-Strahlung verbessert auch Schattenbereiche im Bauteilverbund bestrahlt werden.
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Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung V eine Fügeeinheit 7, welche die Bauteile 1 bis 4 nach dem Auftragen des Klebstoffs K mittels der Aufbringeinheit 5 zusammenfügt. Beispielsweise ist die Fügeeinheit 7 als eine Aufsetzeinheit ausgebildet, welche die Bauteile 1 bis 4 zueinander ausrichtet. Zweckmäßigerweise ist eine Mehrzahl von Fügeeinheiten 7 vorgesehen.
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4 zeigt einen Verfahrensablauf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung V.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber dem bekannten Verfahren nur einen Aushärtevorgang auf. Dieser erfolgt nach dem Zusammenfügen der Bauteile 1 bis 4.
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Bezug nehmend auf das gezeigte Ausführungsbeispiel wird in einem ersten Verfahrensschritt S1' der Klebstoff K mittels der Aufbringeinheit 5 (hier nicht dargestellt) in flüssiger Form auf das als Rollware bereitgestellte erste Bauteil 1 aufgebracht. Insbesondere wird der Klebstoff K auf eine Oberflächenseite des ersten Bauteils 1 mit einer möglichst konstanten Schichtdicke aufgebracht.
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In einem zweiten Verfahrensschritt S2' wird das als Rollware bereitgestellte zweite Bauteil 2, d. h. die katalysatorbeschichtete Membran, abgerollt und auf dem mit dem Klebstoff K versehenen ersten Bauteil 1, d. h. dem Rahmenelement, angeordnet und mit diesem gefügt. Dabei wird das zweite Bauteil 2 vor, während oder nach dem Fügen mit vorgegebenen Abmessungen versehen. D. h., das zweite Bauteil 2 wird mit den gewünschten Abmessungen aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten (nicht genauer dargestellt).
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Anschließend wird auf das zweite Bauteil 2 ebenfalls Klebstoff K in flüssiger Form aufgebracht. Dies erfolgt auf die gleiche Weise wie es bereits im ersten Verfahrensschritt S1' beschrieben ist.
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In einem dritten Verfahrensschritt S3' wird das als Rollware bereitgestellte dritte Bauteil 3, d. h. die kathodenseitige Gasdiffusionsschicht, abgerollt und auf dem mit dem Klebstoff K versehenen zweiten Bauteil 2, d. h. auf der katalysatorbeschichteten Membran, angeordnet und mit diesem gefügt. Auch hierbei wird das dritte Bauteil 3 vor, während oder nach dem Fügen mit vorgegebenen Abmessungen versehen. D. h., das dritte Bauteil 3 wird mit den gewünschten Abmessungen aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten (nicht genauer dargestellt).
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In einem vierten Verfahrensschritt S4' wird das als Rollware bereitgestellte vierte Bauteil 4, d. h. die anodenseitige Gasdiffusionsschicht, abgerollt und auf dem mit dem Klebstoff K versehenen ersten Bauteil 1, d. h. dem Rahmenelement, angeordnet und mit diesem gefügt. Dabei wird das vierte Bauteil 4 vor, während oder nach dem Fügen mit vorgegebenen Abmessungen versehen. D. h., das vierte Bauteil 4 wird mit den gewünschten Abmessungen aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten (nicht genauer dargestellt).
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In einem fünften Verfahrensschritt S5' wird zur Ausbildung der Membran-Elektroden-Anordnung MEA der Bauteilverbund mit gewünschten Abmessungen versehen, wobei das erste Bauteil 1, d. h. das Rahmenelement, aus dem Rollmaterial gestanzt oder geschnitten wird. Ein Verschnitt des ersten Bauteils 1 wird wieder aufgerollt. Im Anschluss daran erfolgt der Aushärtevorgang des Klebstoffs K. Dazu wird der Bauteilverbund mittels der Strahlungsquelle 6.1' bestrahlt. Eine Intensität der gepulsten UV-Strahlung bzw. der Elektronenstrahlung ist dabei derart gewählt, dass diese den Bauteilverbund durchdringen und somit alle zuvor aufgebrachten Klebstoffschichten innerhalb des Bauteilverbunds aktiviert werden und aushärten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit gegenüber dem bekannten Verfahren den Vorteil, dass eine Membran-Elektroden-Anordnung MEA mit weniger Zeit und weniger Kosten herstellbar ist. Des Weiteren ermöglicht das Verfahren Lagekorrekturen der Bauteile 1 bis 4 nach dem Fügen, da der Klebstoff K vor dem einzigen Aushärtevorgang noch flüssig ist. Eine Materialbelastung der Bauteile 1 bis 4 ist aufgrund der reduzierten Anzahl der Aushärtevorgänge, insbesondere da diese nur einmal bestrahlt werden, minimal. Zudem verbessert das erfindungsgemäße Verfahren eine zeitliche Flexibilität bei der Herstellung der Membran-Elektroden-Anordnung MEA, da die Verfahrensschritte S1' bis S4' unabhängig von der Klebstoffreaktion durchgeführt werden können. Darüber hinaus ist eine Reduzierung der Durchlaufzeiten und eine sehr gute Dosierbarkeit des Klebstoffs K möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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