DE102020202096B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht (20) einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung umfassend die Schritte: i) Erkennen des Defekts durch eine Defekterkennungseinrichtung (2), ii) Leiten von Daten und/oder Signalen bezüglich des Defekts an eine Defektmarkierungsvorrichtung (4), wobei die Defektmarkierungsvorrichtung (4) eine Klebevorrichtung (5) mit einer adhäsiven Oberfläche (7) umfasst und das Verfahren ein Entfernen eines Teils der funktionalen Schicht (20) im Bereich des Defekts mittels der durch die Klebevorrichtung (5) bereitgestellten adhäsiven Oberfläche (7) umfasst oder wobei die Defektmarkierungsvorrichtung (4) einen Laser umfasst und das Verfahren ein Entfernen eines Teils der funktionalen Schicht (20) im Bereich des Defekts mittels des Lasers umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung.
  • Defekte in funktionalen Schichten von Brennstoffzellen, Elektrolysezellen oder elektrochemischen Sensoranwendungen wirken sich negativ auf die Leistung von Brennstoffzellen, Elektrolysezellen oder elektrochemischen Sensoranwendungen aus. Es ist daher erforderlich, defektbehaftete funktionale Schichten vor dem Zusammenbau der Zellen für eine Brennstoffzelle, Elektrolysezelle oder elektrochemische Sensoranwendung aus dem Produktionsprozess auszuschleusen. Hierzu können die defektbehafteten funktionalen Schichten markiert werden.
  • Im Stand der Technik sind Markierungssysteme bekannt, die an entsprechenden zu markierenden Stellen der funktionalen Schicht Aufkleber anbringen. Das Anbringen von Aufklebern ist jedoch meist ungenau und immer mit dem Risiko des erneuten Verlusts der Aufkleber beim Transport der funktionalen Schicht behaftet. Des Weiteren ist es bekannt Defekte mittels einer farbigen Tinte zu kennzeichnen. Die verwendeten Tinten führen jedoch zur Kontamination des Produktionsraumes auf der einen Seite und der funktionalen Schicht auf der anderen Seite. Zudem wird im Stand der Technik auch ein Ausstanzen des Defekts ohne vorherige Markierung beschrieben, wodurch jedoch der Produktionsprozess zumeist auf einen Batchprozess eingeschränkt wird, da ein Ausstanzen von Defekten die mechanische Stabilität der funktionalen Schicht schwächt, wodurch z.B. ein kontinuierlicher Rolle-zu-Rolle Prozess nicht mehr möglich ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung anzugeben, das ohne hohen technischen Aufwand einfach anwendbar, kontaminationsarm und zuverlässig ist und im kontinuierlichen Prozess angewendet werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens bereitzustellen, die sich durch einen kompakten Aufbau und eine einfache Anwendbarkeit auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung gelöst, das die nachfolgenden Schritte umfasst, wobei unter einer elektrochemischen Sensoranwendung dabei beispielsweise ein Kohlenmonoxid-Detektor oder ein Wasserstoff-Detektor unter Anwendung einer elektrochemischen Reaktion verstanden wird.
  • In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Defekt in einer funktionalen Schicht durch eine Defekterkennungseinrichtung erkannt. Als funktionale Schicht kommt insbesondere eine Gasdiffusionsschicht (GDL), eine Elektrode, eine Membran, eine katalysatorbeschichtete Membran oder eine geträgerte Elektrode in Frage. Ein Defekt kann dabei insbesondere eine Fehlstelle, ein Riss, eine Falte, eine Verunreinigung, ein Einschluss, eine Verdickung, ein Abdruck oder ähnliches sein. Defekte können anhand von als defektfrei definierten Vorlagen von funktionalen Schichten ermittelt werden. Ein Defekt kann z.B. durch einen Anwender des Verfahrens erkannt werden, jedoch ist es vorteilhaft, hierfür eine automatische Vorrichtung vorzusehen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Leiten von Daten und/oder Signalen bezüglich des Defekts von der Defekterkennungseinrichtung an eine Defektmarkierungsvorrichtung. Derartige Daten und/oder Signale betreffen z.B. die Lage, die Größe und ggf. auch die Anzahl von Defekten. Insbesondere umfassen die Daten die Lage des Defekts, also die genaue Positionierung des Defekts auf der funktionalen Schicht, die beispielsweise in Form von Koordinaten angegeben werden kann. Ebenso können Signale eines Sensors auf das Vorhandensein eines Defekts hinweisen. Die auf diese Weise gesammelten elektronischen Daten (in Bezug auf die Koordinaten der Fehler, deren Lage sowie Größe), ermöglichen für nachfolgende Verarbeitungsschritte eine effizientere Ausnutzung des eingebrachten Materials. Durch eine präzise Verfolgung der Defekte im gesamten Fertigungsprozess, lassen sich bei Vereinzelungsprozessen die Ausschussmengen reduzieren.
  • Für die Defektmarkierungsvorrichtung sind prinzipiell zwei Ausführungsformen möglich, die sich beide durch eine einfache Handhabung, einen geringen technischen Aufwand, eine hohe Zuverlässigkeit und eine kontaminationsarme Verfahrensführung auszeichnen.
  • Eine erste Defektmarkierungsvorrichtung umfasst dabei eine Klebevorrichtung mit einer adhäsiven Oberfläche. Das Verfahren umfasst somit einen Schritt des Entfernens eines Teils der funktionalen Schicht im Bereich des Defekts mittels der durch die Klebevorrichtung bereitgestellten adhäsiven Oberfläche. Die Klebevorrichtung kann dabei insbesondere eine Walze oder einen Stempel umfassen, auf deren oder dessen Oberfläche z.B. eine adhäsive Schicht vorhanden ist.
  • Eine zweite Defektmarkierungsvorrichtung umfasst einen Laser und das Verfahren umfasst einen Schritt des Entfernens eines Teils der funktionalen Schicht im Bereich des Defekts mittels des Lasers.
  • Beide Markierungsmethoden, also die Verwendung der ersten und zweiten Defektmarkierungsvorrichtung, ermöglichen eine permanente Markierung der funktionalen Schicht im Bereich des Defekts oder der Defekte. Beim Weiterverarbeiten der funktionalen Schicht können die Markierungen mit transferiert werden, sie gehen also nicht verloren. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Markierung in einem Randbereich der funktionalen Schicht durchgeführt wird. Hierbei ist zu beachten, dass durch die Markierung nicht der Defekt entfernt wird, sondern lediglich ein kleiner Teilbereich der funktionalen Schicht im Bereich des Defekts entfernt wird. Somit wird die funktionale Schicht nicht wesentlich verletzt. Ein Entfernen des Defekts kann bei der Weiterverarbeitung der funktionalen Schicht erfolgen, so dass der Prozess der Defektmarkierung nicht gestört und kontinuierlich durchgeführt werden kann. Die Abtragungslänge und Abtragungsbreite der funktionalen Schicht im Bereich des Defekts sind beliebig wählbar. Die Abtragungslänge beträgt aber vorzugsweise weniger als 5 cm, um die Verfahrensführung nicht zu verzögern und um die Stabilität der funktionalen Schicht nicht wesentlich zu beeinträchtigen. Liegt die funktionale Schicht in Form eines Laminats aus zwei oder mehreren Schichten vor, so ist es möglich, auch nur eine Schicht des Laminats zu markieren.
  • Das Verfahren ist ohne hohen technischen Aufwand einfach anwendbar, zeichnet sich durch eine kontaminationsarme Verfahrensführung aus, ist zuverlässig und sicher, zeitsparend und kostengünstig in der Anwendung.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Sofern die Defektmarkierungsvorrichtung eine Klebevorrichtung umfasst, so umfasst diese vorzugsweise eine Andruckvorrichtung und die adhäsive Oberfläche wird über die Andruckvorrichtung bereitgestellt, da somit der zu markierende Defektbereich sehr leicht und zuverlässig markierbar ist.
  • Um den Defekt besonders genau markieren zu können, wird die funktionale Schicht vorzugsweise zwischen der Andruckvorrichtung und einer Gegendruckvorrichtung geführt. Die Gegendruckvorrichtung kann beispielsweise in Form einer Gegendruckwalze oder eines Gegendruckstempels vorliegen. Hierdurch kann ein Verrutschen oder ein Verknittern oder ein Falten der funktionalen Schicht verhindert werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die funktionale Schicht kontinuierlich mit einer vordefinierten Geschwindigkeit zwischen der Andruckvorrichtung und der Gegendruckvorrichtung geführt wird, da auf diese Weise die Prozesszeiten minimiert werden können. Die Geschwindigkeit kann dabei insbesondere mittels eines Inkrementalgebers gemessen werden.
  • Um eine Beschädigung der funktionalen Schicht durch das Verfahren zu verhindern und gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit der Defektmarkierung zu ermöglichen, wird zwischen der Andruckvorrichtung und der Gegendruckvorrichtung vorzugsweise ein Druck von 0,01 N/cm2 bis 50 N/cm2 eingestellt.
  • Vorzugsweise weist die Andruckvorrichtung eine Prägung auf und die Andruckvorrichtung wird so in Bezug auf die Prägung gesteuert, dass der Beginn der Prägung mit dem Beginn des Entfernens eines Teils der funktionalen Schicht zusammenfällt. Hierdurch wird die Defektmarkierung verbessert und deutlicher sichtbar.
  • Zur weiteren Vereinfachung des Verfahrens umfasst die Klebevorrichtung mindestens eine weitere Führungswalze, wobei die adhäsive Oberfläche in Form eines Klebebandes vorliegt und die Führungswalze das Klebeband führt. Das Abwickeln und/oder Aufwickeln des Klebebandes kann dabei aktiv angetrieben werden, so dass die Verfahrensführung zeitlich gestrafft werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Klebeband eine adhäsive Schicht und eine Trägerfolie. Somit kann das Klebeband, das die adhäsive Oberfläche zur Defektmarkierung bereitstellt, sehr leicht bevorratet und bereitgestellt werden. Insbesondere kann das Klebeband von einer Abrollwalze, auf der das Klebeband bevorratet wird, abgerollt werden und eine Aufrollwalze kann vorgesehen sein, um die Trägerfolie nach dem Ablösen der Klebeschicht von der Trägerfolie aufzurollen. Die Schichtdicke der Trägerfolie liegt dabei vorzugsweise zwischen 10 und 200 µm, insbesondere zwischen 25 und 80 µm. Die Schichtdicke der Klebeschicht beträgt insbesondere zwischen 1 und 500 µm, vorzugsweise zwischen 2 und 200 µm.
  • Als Trägerfolie kommen insbesondere Folien aus Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat und Papier zu Anwendung, während die Klebeschicht insbesondere aus Polyacrylat oder Naturkautschuk besteht.
  • Besonders vorteilhaft im Lichte einer permanenten Markierung beträgt eine Klebekraft der adhäsiven Schicht auf Stahl, gemessen mittels des Messverfahrens nach ISO 8510-2:2010 für die Klebrigkeit (tackiness), von 0,1 N/cm bis 10 N/cm und insbesondere von 0,5 N/cm bis 4 N/cm.
  • Ferner vorteilhaft umfasst das Verfahren einen Schritt des Verifizierens, ob der Defekt markiert wurde, so dass Fehler in der Defektmarkierung verhindert werden können und die Zuverlässigkeit des Verfahrens gesteigert ist. Wird ein Defekt auf der funktionalen Schicht durch die Defekterkennungseinheit erkannt, folgt ein Signal an die Defektmarkierungsvorrichtung und die Markierung wird gesetzt. Mit einfachen Sensoriken, die berührungslos Materialveränderungen erkennen können, wird durchlaufend der Prozess überwacht. Durch eine direkte Überwachung der funktionalen Schicht durch eine Verifikationseinheit wird das durch die Defektmarkierungsvorrichtung erzeugte Fehlen von funktionaler Schicht erkannt. Durch Betrachtung der funktionalen Schicht erkennt die Verifikationseinheit das Fehlen von funktionaler Schicht und gibt ein entsprechendes Signal ab. Dieses Signal wird mit dem Signal der Defekterkennungseinrichtung abgeglichen und somit die Vollständigkeit und Richtigkeit der Defektmarkierung sichergestellt. Alternativ kann die Verifkationseinheit auf das Klebeband im Bereich zwischen der Position der Defektmarkierung und der Aufrollwalze gerichtet sein. Die Verifikationseinheit erkennt die Aufnahme der schwarzen Elektrodenschicht auf dem Klebeband und gibt ein Signal über die Länge der abgetragenen funktionalen Schicht ab.
  • Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend offenbarten Verfahrens beschrieben. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgebildet, das vorstehend offenbarte Verfahren auszuführen. Somit wird in Bezug auf die Ausgestaltung, die Effekte und Wirkweisen der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Bezug genommen auf das erfindungsgemäße Verfahren. Zudem finden die für das erfindungsgemäße Verfahren dargelegten Vorteile, vorteilhaften Effekte und Weiterbildungen auch Anwendung auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • Die Vorrichtung umfasst hierzu eine Defekterkennungseinrichtung. Die Defekterkennungseinrichtung ist zum Erkennen eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung eingerichtet. Als funktionale Schicht kommt wiederum insbesondere eine Gasdiffusionsschicht (GDL), eine Elektrode, eine Membran, eine katalysatorbeschichtete Membran oder eine geträgerte Elektrode in Frage. Ein Defekt kann dabei insbesondere eine Fehlstelle, ein Riss, eine Falte, eine Verunreinigung, ein Einschluss, eine Verdickung, ein Abdruck oder ähnliches sein und Defekte können anhand von als defektfrei definierten Vorlagen von funktionalen Schichten ermittelt werden.
  • Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Defektmarkierungsvorrichtung. Die Defektmarkierungsvorrichtung ist eingerichtet, einen oder mehrere Defekte zu kennzeichnen, also deren örtliche oder räumliche Lage, Position oder Anordnung in der funktionalen Schicht kenntlich zu machen.
  • In einer Ausgestaltung ist die Defektmarkierungsvorrichtung eine Klebevorrichtung mit einer adhäsiven Oberfläche und einer Andruckvorrichtung.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Defektmarkierungsvorrichtung einen Laser.
  • Zudem ist eine Steuervorrichtung zum Verarbeiten von Daten und/oder Signalen der Defekterkennungseinrichtung und zum Leiten der Daten und/oder Signale der Defekterkennungseinrichtung bezüglich des Defekts an die Defektmarkierungsvorrichtung vorgesehen, so dass die Vorrichtung derart gesteuert werden kann, dass durch die Defekterkennungseinrichtung erkannte Defekte im Anschluss daran durch die Defektmarkierungsvorrichtung markiert und damit kenntlich gemacht werden können.
  • Die Vorrichtung zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise mit einer geringen Anzahl an Bauelementen aus, ist einfach zu bedienen und ermöglicht eine zuverlässige und schnelle Markierung von Defekten in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Defekterkennungseinrichtung ein System zur optischen Reflexionsmessung und/oder Transmissionsmessung und insbesondere ein optisches Kamerasystem. Anhand von Reflexionen und/oder Transmissionen von Licht, das auf die funktionale Schicht geleitet wird, können Defekte sehr einfach erkannt werden. Z.B. können Fehlstellen, Löcher oder Risse dadurch erkannt werden, dass die Reflexion sehr gering ist und die Transmission dafür sehr hoch ist. Falten, die eine Verdickung der funktionalen Schicht bewirken, oder auch Verschmutzungen, senken die Transmission und erhöhen üblicherweise die Reflexion. Vorteilhaft ist es hierbei, die entsprechenden Reflexionswerte und Transmissionswerte von einer entsprechenden defektfreien funktionalen Schicht zu kennen, um somit Vergleichswerte zu haben, die eine Einschätzung des Defekts erleichtern.
  • Ferner vorteilhaft kann die Vorrichtung mindestens eine Gegendruckvorrichtung, beispielsweise in Form einer Gegendruckwalze oder eines Gegendruckstempels, umfassen, wobei die Klebevorrichtung eine Andruckvorrichtung umfasst, über die die adhäsive Oberfläche, insbesondere in Form eines Klebebands, bereitgestellt wird. Die funktionale Schicht wird hierbei zwischen der Andruckvorrichtung und der Gegendruckvorrichtung geführt, um eine Straffung der funktionalen Schicht zu ermöglichen, so dass Defekte besonders gut erkannt werden können.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Andruckvorrichtung eine Prägung. Durch die Prägung kann ein Defekt sehr einfach und ggf. auch zusätzlich gekennzeichnet werden.
  • Die Klebevorrichtung kann weiter vorteilhaft mindestens eine Führungswalze zum Führen der, insbesondere in Form eines Klebebands bereitgestellten adhäsiven Oberfläche, umfassen. Die Oberflächengeometrie der Führungswalze, die zur adhäsiven Oberfläche weist, wird dabei insbesondere so ausgestaltet, dass eine Kontaktfläche zwischen der Führungswalze und der adhäsiven Oberfläche möglichst gering ist. Ferner vorteilhaft wird das Material der Führungswalze insbesondere derart ausgewählt, dass die Haftung der adhäsiven Oberfläche an der Führungswalze möglichst gering ist.
  • Die Vorrichtung kann ferner vorteilhaft einen Inkrementalgeber umfassen, der zum Ermitteln einer Geschwindigkeit, mit der die funktionale Schicht zwischen der Andruckvorrichtung und der Gegendruckvorrichtung, insbesondere kontinuierlich, geführt wird, eingerichtet ist, so dass die Fördergeschwindigkeit der funktionalen Schicht einfach eingestellt werden kann.
  • Zudem kann die Vorrichtung auch eine Verifikationseinheit zum Verifizieren, ob der Defekt markiert wurde, umfassen, so dass die Defektmarkierung besonders zuverlässig ausgeführt werden kann.
  • Um die Funktionalität der funktionalen Schicht durch die Defektmarkierung nicht zu beeinträchtigen, umfasst die Vorrichtung vorzugsweise eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der funktionalen Schicht nach dem Markieren des Defekts.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
    • 1 eine schematisierte Seitenansicht einer Vorrichtung zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung gemäß einer ersten Ausführungsform und
    • 2 eine schematisierte Seitenansicht einer Vorrichtung zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • In den Figuren sind nur die wesentlichen Merkmale der Erfindung gezeigt. Alle übrigen Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Zudem beziffern gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
  • Im Detail zeigt 1 schematisiert eine Vorrichtung 1 zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht 20 einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst hierzu eine Defekterkennungseinrichtung 2 zum Erkennen eines Defekts in der funktionalen Schicht 20. Die Defekterkennungseinrichtung 2 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform ein optisches Kamerasystem. Die Defekterkennungseinrichtung 2 ist dabei mit einer Steuervorrichtung 3 verbunden, in der z.B. Daten zu potentiellen Defekten der funktionalen Schicht 20 gespeichert sind, z.B. in Form eines Bildes. Durch Vergleich eines aktuellen Bildes des optischen Kamerasystems mit einem gespeicherten Bild, kann ermittelt werden, ob ein Defekt, wie beispielsweise ein Loch, ein Riss, eine Falte oder dergleichen, in der funktionalen Schicht 20 vorliegt. Alternativ oder additiv kann die Defekterkennungseinrichtung 2 einen Sensor umfassen, der beispielsweise Transmissionswerte und/oder Reflexionswerte von Licht, das auf die funktionale Schicht 20 eingestrahlt wird, ermittelt. Die ermittelten Transmissionswerte und/oder Reflexionswerte können mit entsprechenden Vergleichsdaten verglichen werden, um zu erkennen, ob ein Defekt vorliegt.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Defektmarkierungsvorrichtung 4 zum Markieren von durch die Defekterkennungseinrichtung 2 ermittelten Defekten in der funktionalen Schicht 20. Die Steuervorrichtung 3, die zum Verarbeiten von Daten und/oder Signalen der Defekterkennungseinrichtung 2 eingerichtet ist, kann hierbei zudem Daten und/oder Signale der Defekterkennungseinrichtung 2 bezüglich eines Defekts, wie z.B. eine Position oder Dimension eines Defekts, an die Defektmarkierungsvorrichtung 4 leiten. Die Defektmarkierungsvorrichtung 4 markiert dann, wie nachstehend erläutert, den ermittelten Defekt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Defektmarkierungsvorrichtung 4 eine Klebevorrichtung 5 mit einer adhäsiven Oberfläche 7 und eine Andruckvorrichtung 6, um die adhäsive Oberfläche 7 auf die funktionale Schicht 20 zu drücken. Die Andruckvorrichtung 6 ist in Form einer Andruckwalze ausgebildet, kann aber beispielsweise auch in Form eines Stempels vorliegen. Die adhäsive Oberfläche 7 wird in Form eines Klebebandes 8 bereitgestellt, das von einer Abrollwalze 9 abgerollt, und nach Durchlaufen des Defektmarkierungsvorgangs auf einer Aufrollwalze 11 aufgerollt wird.
  • Um einen Defekt präzise zu markieren, umfasst die Vorrichtung 1 zudem eine Gegendruckvorrichtung 12, die, wie hier gezeigt, in Form einer Gegendruckwalze ausgebildet ist, aber beispielsweise auch in Form eines Stempels vorliegen kann, und die Klebevorrichtung 5 umfasst mindestens eine Führungswalze 13 zum Führen des Klebebands 8.
  • Um nun einen durch eine Defekterkennungseinrichtung 2 ermittelten Defekt in der funktionalen Schicht 20 zu markieren, leitet die Steuervorrichtung 3 Daten und/oder Signale bezüglich des Defekts an die Defektmarkierungsvorrichtung 4. Die Klebevorrichtung 5 der Defektmarkierungsvorrichtung 4 wird hierdurch aktiviert und mittels der Andruckvorrichtung 6 und der Gegendruckvorrichtung 12 wird die adhäsive Oberfläche 7 auf die funktionale Schicht 20 gedrückt, so dass durch das Anhaften der adhäsiven Oberfläche 7 an der funktionalen Schicht 20 ein Teil der funktionalen Schicht 20 im Bereich des Defekts entfernt wird. Anhand des entfernten Teils der funktionalen Schicht 20 kann der Defekt sehr leicht aufgefunden werden.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst zudem eine Verifikationseinheit 14 zum Verifizieren, ob der erkannte Defekt markiert wurde. Hierzu kann die Verifikationseinheit 14 ebenfalls mit der Steuervorrichtung 3 verbunden sein, so dass entsprechende durch die Verifikationseinheit 14 ermittelte Daten und/oder Signale mit Vergleichsdaten verglichen werden können.
  • Zudem umfasst die Vorrichtung 1 auch eine Reinigungsvorrichtung 15 zum Reinigen der funktionalen Schicht 20 nach dem Markieren des Defekts. Die Reinigungsvorrichtung 15 kann beispielsweise eine Druckluftvorrichtung oder eine textile Oberfläche umfassen.
  • Die Vorrichtung 1 zeichnet sich durch eine hoch funktionale kompakte Bauweise aus, die eine zuverlässige und schnelle Defektmarkierung im kontinuierlichen Betrieb ermöglicht.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht 20 einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Vorrichtung 1, weist die Vorrichtung 10 eine Defektmarkierungsvorrichtung 4 auf, die einen Laser umfasst. Zum Markieren eines Defekts in der funktionalen Schicht 20, wird ein Teil der funktionalen Schicht 20 im Bereich des Defekts mittels des Lasers entfernt.
  • Die vorgesehene Steuervorrichtung 3 verarbeitet also auch in dieser Ausführungsform Daten und/oder Signalen der Defekterkennungseinrichtung 2 und leitet Daten und/oder Signale der Defekterkennungseinrichtung 2 bezüglich des Defekts an die einen Laser umfassende Defektmarkierungsvorrichtung 4.
  • Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 und 2 Bezug genommen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Defekterkennungseinrichtung
    3
    Steuervorrichtung
    4
    Defektmarkierungsvorrichtung
    5
    Klebevorrichtung
    6
    Andruckvorrichtung
    7
    adhäsive Oberfläche
    8
    Klebeband
    9
    Abrollwalze
    10
    Vorrichtung
    11
    Aufrollwalze
    12
    Gegendruckvorrichtung
    13
    Führungswalze
    14
    Verifikationseinheit
    15
    Reinigungsvorrichtung
    20
    funktionale Schicht

Claims (10)

  1. Verfahren zur Markierung eines Defekts in einer funktionalen Schicht (20) einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung umfassend die Schritte: - Erkennen des Defekts durch eine Defekterkennungseinrichtung (2), - Leiten von Daten und/oder Signalen bezüglich des Defekts an eine Defektmarkierungsvorrichtung (4), - wobei die Defektmarkierungsvorrichtung (4) eine Klebevorrichtung (5) mit einer adhäsiven Oberfläche (7) umfasst und das Verfahren ein Entfernen eines Teils der funktionalen Schicht (20) im Bereich des Defekts mittels der durch die Klebevorrichtung (5) bereitgestellten adhäsiven Oberfläche (7) umfasst oder - wobei die Defektmarkierungsvorrichtung (4) einen Laser umfasst und das Verfahren ein Entfernen eines Teils der funktionalen Schicht (20) im Bereich des Defekts mittels des Lasers umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Klebevorrichtung (5) eine Andruckvorrichtung (6) umfasst und die adhäsive Oberfläche (7) über die Andruckvorrichtung (6) bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die funktionale Schicht (20) zwischen der Andruckvorrichtung (6) und einer Gegendruckvorrichtung (12) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Andruckvorrichtung (6) eine Prägung aufweist und wobei die Andruckvorrichtung (6) so in Bezug auf die Prägung gesteuert wird, dass der Beginn der Prägung mit dem Beginn des Entfernens eines Teils der funktionalen Schicht (12) zusammenfällt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebevorrichtung (5) mindestens eine weitere Führungswalze (13) aufweist, wobei die adhäsive Oberfläche (7) in Form eines Klebebandes (8) vorliegt und die Führungswalze (13) das Klebeband (8) führt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt des Verifizierens, ob der Defekt markiert wurde.
  7. Vorrichtung (1, 10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend: - eine Defekterkennungseinrichtung (2) zum Erkennen eines Defekts in einer funktionalen Schicht (20) einer Brennstoffzelle, einer Elektrolysezelle oder einer elektrochemischen Sensoranwendung, - eine Steuervorrichtung (3) zum Verarbeiten von Daten und/oder Signalen der Defekterkennungseinrichtung (2) und Leiten der Daten und/oder Signale der Defekterkennungseinrichtung (2) bezüglich des Defekts an eine Defektmarkierungsvorrichtung (4), wobei die Defektmarkierungsvorrichtung (4) eine Klebevorrichtung (5) mit einer adhäsiven Oberfläche (7) und eine Andruckvorrichtung (6) umfasst oder wobei die Defektmarkierungsvorrichtung (4) einen Laser umfasst.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Defekterkennungseinrichtung (2) ein System zur optischen Reflexionsmessung und/oder Transmissionsmessung umfasst.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend eine Gegendruckvorrichtung (12), wobei die Klebevorrichtung (5) eine Andruckvorrichtung (6) umfasst, über die die adhäsive Oberfläche (7) bereitgestellt wird, und die funktionale Schicht (20) zwischen der Andruckvorrichtung und einer Gegendruckvorrichtung (12) geführt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Klebevorrichtung (5) mindestens eine Führungswalze (13) zum Führen der adhäsiven Oberfläche (7) umfasst und/oder wobei die Vorrichtung ferner einen Inkrementalgeber zum Ermitteln einer Geschwindigkeit, mit der die funktionale Schicht (20) zwischen der Andruckvorrichtung (6) und der Gegendruckvorrichtung (12), geführt wird, umfasst und/oder wobei die Vorrichtung ferner eine Verifikationseinheit (14) zum Verifizieren, ob der Defekt markiert wurde, umfasst und/oder wobei die Vorrichtung ferner eine Reinigungsvorrichtung (15) zum Reinigen der funktionalen Schicht (20) nach dem Markieren des Defekts, umfasst.
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