DE102020203005A1 - Method for producing an open-pore metal plate, guide device and use of a guide device in a fuel cell - Google Patents

Method for producing an open-pore metal plate, guide device and use of a guide device in a fuel cell Download PDF

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Michael Kuntzer
Rainer Kiesel
Raed Hamada
Arne Stephen Fischer
Veronika Schleper
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Herstellung einer offenporigen Metallplatte. Das Verfahren (100) umfasst einen Anordnungsschritt (101) zum Anordnen einer Leiteinrichtung zum Leiten von Fluiden entlang eines vorgegebenen Strömungspfades mit mindestens einem Leitelement an einer offenporigen Metallstruktur, einen Einbringungsschritt (103) zum Einbringen mindestens einer Auslassöffnung in die Leiteinrichtung, einen Einleitungsschritt (105) zum Einleiten von Fluid auf die Metallstruktur derart, dass das Fluid entlang des Strömungspfades über die Metallstruktur und aus der mindestens einen Auslassöffnung austritt und einen Schneidschritt (107) zum Schneiden einer Metallplatte aus der Metallstruktur durch Bewegen mindestens eines Schneidwerkzeugs durch die Metallstruktur.
Ferner betrifft die vorgestellte eine Leiteinrichtung und die Verwendung einer Leiteinrichtung in einer Brennstoffzelle.

Figure DE102020203005A1_0000
The presented invention relates to a method (100) for producing an open-pored metal plate. The method (100) comprises an arrangement step (101) for arranging a guide device for guiding fluids along a predetermined flow path with at least one guide element on an open-pored metal structure, an introduction step (103) for introducing at least one outlet opening into the guide device, an introduction step (105 ) for introducing fluid onto the metal structure in such a way that the fluid exits along the flow path via the metal structure and out of the at least one outlet opening and a cutting step (107) for cutting a metal plate from the metal structure by moving at least one cutting tool through the metal structure.
Furthermore, the one presented relates to a guide device and the use of a guide device in a fuel cell.
Figure DE102020203005A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Um dünne offenporige Metallplatten, d.h. insbesondere Metallplatten mit einer Stärke kleiner 1 mm herzustellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, diese aus einer offenporigen Metallstruktur, wie bspw. einem Metallblock, herauszuschneiden, um deren Herstellungskosten zu minimieren und die Herstellung von Metallplatten mit besonders kleinen Porengrößen zu ermöglichen.In order to produce thin open-pore metal plates, ie in particular metal plates with a thickness of less than 1 mm, it has proven advantageous to cut them out of an open-pore metal structure, such as a metal block, in order to minimize their production costs and to produce metal plates with particularly small ones Allow pore sizes.

Zum Schneiden einer Metallstruktur wird in der Regel ein Erodierdraht verwendet, der während eines Schneidvorgangs mittels eines Fluids gespült werden muss, um ein vorzeitiges Verschleißen des Erodierdrahts zu verhindern.For cutting a metal structure, an erosion wire is generally used, which has to be flushed by means of a fluid during a cutting process in order to prevent premature wear of the erosion wire.

Beim Einbringen eines gerichteten Strahls an Fluid auf eine offenporige Metallstruktur kommt es zu einer diffusen Brechung des Strahls, durch die das Fluid in einer Umgebung der Metallstruktur verteilt wird. Entsprechend wird eine Spülwirkung des Fluids durch einen gerichteten Strahl minimiert wird oder bleibt komplett aus.When a directed beam of fluid is introduced onto an open-pored metal structure, the beam is diffuse refracted, through which the fluid is distributed in the vicinity of the metal structure. Correspondingly, a flushing effect of the fluid is minimized by a directed jet or is completely absent.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der vorgestellten Erfindung werden ein Verfahren zur Herstellung einer offenporigen Metallplatte und eine Leiteinrichtung mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.In the context of the presented invention, a method for producing an open-pored metal plate and a guide device with the features of the respective independent claims are presented. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the method according to the invention naturally also apply in connection with the guide device according to the invention and in each case vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.

Die vorgestellte Erfindung dient insbesondere dazu, einen effizienten und materialschonenden Schneideprozess zum Schneiden einer dünnen Metallplatte, insbesondere einer Metallplatte mit einer Stärke kleiner 1 mm, aus einer offenporigen Metallstruktur zu ermöglichen.The presented invention serves in particular to enable an efficient and material-saving cutting process for cutting a thin metal plate, in particular a metal plate with a thickness of less than 1 mm, from an open-pored metal structure.

Es wird somit in einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer offenporigen Metallplatte vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Anordnungsschritt zum Anordnen einer Leiteinrichtung zum Leiten von Fluiden entlang eines vorgegebenen Strömungspfades mit mindestens einem Leitelement an einer offenporigen Metallstruktur, einen Einbringungsschritt zum Einbringen mindestens einer Auslassöffnung in die Leiteinrichtung, einen Einleitungsschritt zum Einleiten von Fluid auf die Metallstruktur derart, dass das Fluid entlang des Strömungspfades über die Metallstruktur und aus der mindestens einen Auslassöffnung austritt und einen Schneidschritt zum Schneiden einer Metallplatte aus der Metallstruktur durch Bewegen mindestens eines Schneidwerkzeugs durch die Metallstruktur.Thus, in a first aspect of the invention presented, a method for producing an open-pored metal plate is presented. The method comprises an arranging step for arranging a guiding device for guiding fluids along a predetermined flow path with at least one guiding element on an open-pored metal structure, an introducing step for introducing at least one outlet opening into the guiding device, an introducing step for introducing fluid onto the metal structure in such a way that the Fluid exits along the flow path via the metal structure and from the at least one outlet opening and a cutting step for cutting a metal plate from the metal structure by moving at least one cutting tool through the metal structure.

Die einzelnen Schritte des vorgestellten Verfahrens können in beliebiger Reihenfolge ablaufen, sodass insbesondere das Einbringen der Auslassöffnung in ein jeweiliges Leitelement vor oder nach dem Anordnungsschritt zum Anordnen des Leitelements an der Metallstruktur durchgeführt werden kann.The individual steps of the method presented can run in any order, so that in particular the introduction of the outlet opening into a respective guide element can be carried out before or after the arrangement step for arranging the guide element on the metal structure.

Unter einer Leiteinrichtung ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Element zum Kontrollieren von Strömungseigenschaften eines Fluids, wie bspw. ein Leitblech, entlang dessen ein Fluid strömen kann, zu verstehen. Insbesondere dient eine Leiteinrichtung dazu, einen Strömungsraum innerhalb dessen ein Fluid strömen kann, zu begrenzen.In the context of the present invention, a guide device is to be understood as an element for controlling flow properties of a fluid, such as, for example, a guide plate, along which a fluid can flow. In particular, a guide device serves to delimit a flow space within which a fluid can flow.

Unter einer offenporigen Metallstruktur ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine „schaumige“ bzw. in Form eines Schaums ausgebildete Metallstruktur mit einer Vielzahl Hohlräume bzw. offener Poren, die eine unregelmäßige bzw. unebene Oberfläche bilden, insbesondere ein offenporiger Metallblock bzw. ein Metallquader, zu verstehen.In the context of the present invention, an open-pore metal structure is a “foamy” metal structure or a metal structure in the form of a foam with a large number of cavities or open pores that form an irregular or uneven surface, in particular an open-pore metal block or a metal cuboid to understand.

Das vorgestellte Verfahren basiert auf einer Leiteinrichtung zum Kontrollieren eines Strömungspfads eines Fluids. Die Leiteinrichtung wird auf einer offenporigen Metallstruktur angeordnet um ein Strömen des Fluids über die Metallstruktur, d.h. entlang einer Oberfläche der Metallstruktur, zu ermöglichen. Durch Anordnen der Leiteinrichtung an der Metallstruktur kann auf einen gerichteten Strahl an Fluid, insbesondere flüssigem Spülfluid, verzichtet werden.The method presented is based on a guide device for controlling a flow path of a fluid. The guide device is arranged on an open-pored metal structure in order to enable the fluid to flow over the metal structure, i.e. along a surface of the metal structure. By arranging the guide device on the metal structure, a directed jet of fluid, in particular liquid rinsing fluid, can be dispensed with.

Da durch die Leiteinrichtung ein Strömen von Fluid über eine offenporige Metallstruktur, also eine Strömung des Fluids parallel zu einer Oberfläche der Metallstruktur ermöglicht wird, wird eine diffuse Brechung und, dadurch bedingt, eine Verteilung von Fluid in einer Umgebung der Metallstruktur minimiert. Entsprechend wird eine Umspülung eines Schneidwerkzeugs zum Schneiden der Metallstruktur mit Fluid maximiert bzw. ermöglicht, sodass Schneidabfälle abtransportiert werden und ein vorzeitiger Verschleiß des Schneidwerkzeugs verhindert wird.Since the guide device enables fluid to flow over an open-pored metal structure, that is to say a flow of the fluid parallel to a surface of the metal structure, diffuse refraction and, as a result, a distribution of fluid in the vicinity of the metal structure is minimized. Correspondingly, washing around a cutting tool for cutting the metal structure with fluid is maximized or made possible, so that cutting waste is transported away and premature wear of the cutting tool is prevented.

Durch die Leiteinrichtung wird ein Strömungspfad für Fluid bereitgestellt, das über die Metallstruktur, insbesondere an dem Schneiderwerkzeug entlang und durch eine mittels des Schneiderwerkzeugs gebildete Ausnehmung hindurch strömt. Entsprechend stell das durch die Leiteinrichtung geleitete Fluid eine Spülwirkung zum Ausspülen von Schneidabrieb aus der Ausnehmung und ggf. zum Kühlen des Schneidwerkzeugs bereit.The guide device provides a flow path for fluid which flows over the metal structure, in particular along the cutting tool and through a recess formed by means of the cutting tool. Correspondingly set this through the control facility Conducted fluid has a flushing effect for flushing cutting debris from the recess and, if necessary, for cooling the cutting tool.

Gemäß dem vorgestellten Verfahren ist ferner vorgesehen, dass das Schneidwerkzeug entlang des durch die Leiteinrichtung für das Fluid vorgegebenen Strömungspfades bewegt wird. Dies hat den technischen Effekt, dass eine kinetische Energie des Fluids verwendet werden kann, um Schneidabfälle mitzureißen und das Schneidwerkzeug besonders gründlich zu reinigen.According to the method presented, it is further provided that the cutting tool is moved along the flow path predetermined by the guide device for the fluid. This has the technical effect that kinetic energy of the fluid can be used to entrain cutting waste and to clean the cutting tool particularly thoroughly.

Durch die Auslassöffnung der Leiteinrichtung kann über die Metallstruktur geleitetes Fluid kontinuierlich abgeführt werden, sodass die Metallstruktur in einem kontinuierlichen Prozess gespült werden kann.Fluid conducted via the metal structure can be continuously discharged through the outlet opening of the guide device, so that the metal structure can be flushed in a continuous process.

Die Leitelemente der Leiteinrichtung können an der Metallstruktur aufgesetzt oder überlappend mit der Metallstruktur vorgesehen werden.The guide elements of the guide device can be placed on the metal structure or provided to overlap with the metal structure.

Es ist denkbar, dass die Leiteinrichtung als einzelnes Element an lediglich einer Seite oder einer Position an der Metallstruktur angeordnet wird.It is conceivable that the guide device is arranged as a single element on only one side or one position on the metal structure.

Es kann vorgesehen sein, dass die Metallstruktur durch die Leiteinrichtung mittels sechs miteinander verbundenen Leitelementen an sechs Seiten umschlossen wird, um einen Strömungsraum zu bilden, der ein Übertreten des Fluids in eine Umgebung verhindert.Provision can be made for the metal structure to be enclosed on six sides by the guide device by means of six guide elements connected to one another, in order to form a flow space which prevents the fluid from passing into an environment.

Durch eine Leiteinrichtung mit sechs miteinander verbundenen Leitelementen, die die Metallstruktur an sechs Seiten umschließen, kann ein Strömungsraum über der Metallstruktur bereitgestellt werden, innerhalb dessen das Fluid entlang des Strömungspfads über die Metallstruktur fließen kann. Der Strömungsraum schirmt das Fluid zu sechs Seiten, also rundum, gegen die Umgebung ab und minimiert entsprechend einen Übergang des Fluids in die Umgebung.By means of a guide device with six guide elements connected to one another, which enclose the metal structure on six sides, a flow space can be provided above the metal structure, within which the fluid can flow along the flow path over the metal structure. The flow space shields the fluid from the environment on six sides, i.e. all around, and accordingly minimizes a transition of the fluid into the environment.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Verfahren weiterhin einen Einbringungsschritt zum Einbringen mindestens einer Einlassöffnung in die Leiteinrichtung umfasst, sodass der Strömungspfad durch die mindestens eine Einlassöffnung und die mindestens eine Auslassöffnung vorgegeben wird.It can further be provided that the method further comprises an introduction step for introducing at least one inlet opening into the guide device, so that the flow path is predetermined through the at least one inlet opening and the at least one outlet opening.

Der Einbringungsschritt zum Einbringen der Einlassöffnung in die Leiteinrichtung kann insbesondere zeitgleich mit dem Einbringungsschritt zum Einbringen der Auslassöffnung in die Leiteinrichtung oder zeitlich unabhängig von dem Einbringungsschritt zum Einbringen der Auslassöffnung in die Leiteinrichtung erfolgen.The introduction step for introducing the inlet opening into the guide device can in particular take place simultaneously with the introduction step for introducing the outlet opening into the guide device or independently of the introduction step for introducing the outlet opening into the guide device.

Durch ein Zusammenwirken von Einlassöffnung und Auslassöffnung kann ein Strömungspfad, entlang dessen das Fluid über die Metallstruktur strömt, besonders genau vorgegeben werden.A flow path, along which the fluid flows over the metal structure, can be specified particularly precisely through the interaction of the inlet opening and the outlet opening.

Ferner ermöglicht eine Einlassöffnung ein Einleiten des Fluids parallel zu einer Oberfläche der Metallstruktur, sodass eine Energie beim Auftreffen des Fluids auf die Metallstruktur und ein Verteilen des Fluids in der Umgebung minimiert wird.Furthermore, an inlet opening enables the fluid to be introduced parallel to a surface of the metal structure, so that an energy when the fluid strikes the metal structure and a distribution of the fluid in the surroundings is minimized.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das mindestens eine Schneidwerkzeug ausgewählt wird aus der folgenden Liste an Schneidwerkzeugen: Erodierdraht, Säge, Klinge, Riemen.It can further be provided that the at least one cutting tool is selected from the following list of cutting tools: eroding wire, saw, blade, belt.

Generell eignet sich das vorgestellte Verfahren zur Verwendung bei jedem technisch geeigneten Schneidwerkzeug, wobei sich in Versuchen ein Erodierdraht überraschenderweise als besonders vorteilhaft erwiesen hat.In general, the method presented is suitable for use with any technically suitable cutting tool, with an erosion wire surprisingly proven to be particularly advantageous in tests.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Leiteinrichtung mittels eines Verbindungsmittels an der Metallstruktur angeordnet, insbesondere angeklebt oder angesintert wird.It can furthermore be provided that the guide device is arranged on the metal structure by means of a connecting means, in particular glued or sintered on.

Generell eignet sich jede Verbindungsart zum Verbinden der Leiteinrichtung mit der Metallstruktur, wobei sich eine fluiddichte Verbindung, bspw. unter Einbringung von Zusatzmaterial, insbesondere Klebemittel, in Versuchen überraschenderweise als besonders vorteilhaft erwiesen hat.In general, any type of connection is suitable for connecting the guide device to the metal structure, with a fluid-tight connection, for example with the introduction of additional material, in particular adhesive, surprisingly proven to be particularly advantageous in tests.

Die Verbindung der Leiteinrichtung mit der Metallstruktur kann reversibel sein, sodass die Leiteinrichtung wiederverwendbar sein kann. Alternativ kann die Verbindung der Leiteinrichtung mit der Metallstruktur dauerhaft sein, sodass die Leiteinrichtung an einer aus der Metallstruktur herausgeschnittenen Metallplatte verbleibt und dort weitere Funktionen, wie bspw. ein Leiten eines Betriebsfluids einer Brennstoffzelle entlang einem vorgegebenen Strömungspfad, ausüben kann.The connection of the guide device to the metal structure can be reversible, so that the guide device can be reusable. Alternatively, the connection of the guide device to the metal structure can be permanent, so that the guide device remains on a metal plate cut out of the metal structure and can perform further functions there, such as guiding an operating fluid of a fuel cell along a predetermined flow path.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass als Fluid ein Spülfluid zum Spülen des mindestens einen Schneidwerkzeugs und/oder der Metallstruktur während einer Bewegung des mindestens einen Schneidwerkzeugs entlang des Strömungspfades gewählt wird.It can further be provided that a flushing fluid for flushing the at least one cutting tool and / or the metal structure during a movement of the at least one cutting tool along the flow path is selected as the fluid.

Ein Spülfluid kann bspw. ein Öl, Wasser oder jede flüssige und/oder gasförmige Substanz zum Spülen eines Schneidwerkzeugs sein.A flushing fluid can be, for example, an oil, water or any liquid and / or gaseous substance for flushing a cutting tool.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung eine Leiteinrichtung zum Leiten eines Fluids entlang eines vorgegebenen Strömungspfads über eine offenporige Metallstruktur. Die Leiteinrichtung umfasst mindestens ein Leitelement und mindestens eine Auslassöffnung. Das mindestens eine Leitelement ist dazu konfiguriert, an der offenporigen Metallstruktur angeordnet zu werden und ein auf die offenporige Metallstruktur geleitetes Fluid entlang des vorgegebenen Strömungspfades über die offenporige Struktur zu leiten.In a second aspect, the presented invention relates to a guiding device for guiding a fluid along a predetermined flow path over an open-pored metal structure. the Guide device comprises at least one guide element and at least one outlet opening. The at least one guide element is configured to be arranged on the open-pore metal structure and to guide a fluid directed onto the open-pore metal structure along the predetermined flow path over the open-pore structure.

Die vorgestellte Leiteinrichtung dient insbesondere zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens, sodass bzgl. der Aspekte der Leiteinrichtung auf die bzgl. des vorgestellten Verfahrens beschriebenen Aspekte Bezug genommen wird.The guiding device presented is used in particular to carry out the method presented, so that with regard to the aspects of the guiding device, reference is made to the aspects described in relation to the method presented.

In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung die Verwendung einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Leiteinrichtung zum Leiten eines Fluids über die Metallstruktur entlang eines vorgegebenen Strömungspfads durch eine Brennstoffzelle.In a third aspect, the presented invention relates to the use of a possible configuration of the presented guide device for guiding a fluid over the metal structure along a predetermined flow path through a fuel cell.

Die vorgestellte Leiteinrichtung kann eine Doppelwirkung entfalten, nämlich zum einen, einen Strömungsleitpfad für ein Fluid zum Spülen eines Schneidwerkzeugs während des vorgestellten Verfahrens zum Herstellen einer offenporigen Metallplatte bereitzustellen bzw. vorzugeben und zum anderen, nachdem die Metallplatte geschnitten wurde, einen Strömungsleitpfad für ein Betriebsfluid einer die Metallplatte umfassenden Brennstoffzelle bereitzustellen bzw. vorzugeben.The guide device presented can develop a double effect, namely on the one hand to provide or specify a flow guide path for a fluid for flushing a cutting tool during the presented method for producing an open-pored metal plate and on the other hand, after the metal plate has been cut, a flow guide path for an operating fluid to provide or specify the fuel cell comprising the metal plate.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.

Es zeigen:

  • 1 eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens,
  • 2 eine mögliche Ausgestaltung der vorgestellten Leiteinrichtung,
  • 3 eine Brennstoffzelle mit einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Leiteinrichtung.
Show it:
  • 1 a possible design of the presented procedure,
  • 2 a possible design of the presented guidance system,
  • 3 a fuel cell with a possible configuration of the guide device presented.

In 1 ist ein schematischer Ablauf des vorgestellten Verfahrens 100 dargestellt.In 1 is a schematic sequence of the process presented 100 shown.

Das Verfahren 100 umfasst einen Anordnungsschritt 101 zum Anordnen einer Leiteinrichtung zum Leiten von Fluiden entlang eines vorgegebenen Strömungspfades mit mindestens einem Leitelement an einer offenporigen Metallstruktur, insbesondere einem Metallblock bzw. Quader, einen Einbringungsschritt 103 zum Einbringen mindestens einer Auslassöffnung in die Leiteinrichtung, einen Einleitungsschritt 105 zum Einleiten von Fluid auf die Metallstruktur derart, dass das Fluid entlang des Strömungspfades über die Metallstruktur und aus der mindestens einen Auslassöffnung austritt und einen Schneidschritt 107 zum Schneiden einer Metallplatte aus der Metallstruktur durch Bewegen mindestens eines Schneidwerkzeugs entlang des Strömungspfades durch das Fluid.The procedure 100 includes an arranging step 101 for arranging a guiding device for guiding fluids along a predetermined flow path with at least one guiding element on an open-pored metal structure, in particular a metal block or cuboid, an introduction step 103 for introducing at least one outlet opening into the guide device, an introductory step 105 for introducing fluid onto the metal structure in such a way that the fluid exits along the flow path via the metal structure and out of the at least one outlet opening, and a cutting step 107 for cutting a metal plate from the metal structure by moving at least one cutting tool along the flow path through the fluid.

In 2 ist eine Metallstruktur in Form eines Metallblocks bzw. eines Metallquaders 200 dargestellt, an dem eine Leiteinrichtung 201 mit Leitelementen 203, 205, 207 und 209 dargestellt ist.In 2 is a metal structure in the form of a metal block or a metal cuboid 200 shown on which a guide device 201 with guide elements 203 , 205 , 207 and 209 is shown.

Die Leitelemente 203, 205, 207 und 209 umgeben die Metallstruktur 201 von vier Seiten. Die Leitelemente 203, 205, 207 und 209 sind hier auf der Metallstruktur 201 angeordnet und bilden einen Strömungsraum bzw. ein Becken, das eine Verteilung von Fluid 211, wie durch Pfeil 213 angedeutet, in eine Umgebung minimiert.The guiding elements 203 , 205 , 207 and 209 surround the metal structure 201 from four sides. The guiding elements 203 , 205 , 207 and 209 are here on the metal structure 201 arranged and form a flow space or a basin that distributes fluid 211 as by arrow 213 indicated, minimized in an environment.

Um das Fluid 211 auf den durch Pfeil 211 angedeuteten Strömungspfad zu drängen, umfasst das Leitelement 207 eine Einlassöffnung 215, durch die das Fluid 211 in den Strömungsraum und auf die Metallstruktur 201 auftrifft, und das Leitelement 205 eine Auslassöffnung 217, durch die das Fluid 211 aus dem Strömungsraum austritt.To the fluid 211 on the by arrow 211 To urge indicated flow path, comprises the guide element 207 an inlet port 215 through which the fluid 211 into the flow space and onto the metal structure 201 strikes, and the guide element 205 an outlet port 217 through which the fluid 211 emerges from the flow space.

Entlang des Strömungspfads wird ein Schneidwerkzeug, wie bspw. ein Erodierdraht bewegt, um eine Metallplatte aus der Metallstruktur 201 zu schneiden. Dazu kann das Schneidwerkzeug vertikal durch die Metallstruktur 201 geführt werden oder die Metallstruktur 201 horizontal an dem Schneidewerkzeug entlang bewegt werden.A cutting tool, such as an erosion wire, is moved along the flow path around a metal plate made of the metal structure 201 to cut. For this purpose, the cutting tool can move vertically through the metal structure 201 or the metal structure 201 moved horizontally along the cutting tool.

Optional kann die Metallstruktur 201 komplett von Strömungselementen umschlossen werden, indem ein Boden der Metallstruktur 201 auf ein Leitelement gestellt und der Strömungsraum von einer Deckplatte umschlossen wird.Optionally, the metal structure 201 are completely enclosed by flow elements by placing a bottom of the metal structure 201 placed on a guide element and the flow space is enclosed by a cover plate.

In 3 ist eine Brennstoffzelle 300 dargestellt, an der eine Metallplatte 301 mit einer Leiteinrichtung 303 angeordnet ist. Die Leiteinrichtung 303 dient beim Herstellen der Metallplatte 301 zum Leiten von Fluid zum Spülen eines Schneidwerkzeugs zum Schneiden der Metallplatte 301 aus einer Metallstruktur, das über eine Einlassöffnung 311 der Leiteinrichtung 303 auf die Metallstruktur aufgeleitet und über eine Auslassöffnung 313 von der Metallstruktur abgeleitet wurde.In 3 is a fuel cell 300 shown on a metal plate 301 with a guide device 303 is arranged. The guidance device 303 is used in the manufacture of the metal plate 301 for conducting fluid for flushing a cutting tool for cutting the metal plate 301 made of a metal structure that has an inlet opening 311 the control facility 303 directed onto the metal structure and via an outlet opening 313 was derived from the metal structure.

Nach dem Schneidvorgang zum Schneiden der Metallplatte 301 aus der Metallstruktur ist die Leiteinrichtung 303 an der Metallplatte 301 verblieben und dient nun in der Brennstoffzelle zum Leiten von Betriebsfluiden, wie bspw. Luft oder Wasserstoff, entlang eines durch die Leiteinrichtung 303 vorgegebenen Strömungspfads. Dabei dichtet die Leiteinrichtung 303 einen ersten seitlichen Bereich 305 und einen zweiten seitlichen Bereich 307 zwischen der Metallplatte 301 und der Brennstoffzelle 300 fluiddicht ab, sodass durch die Einlassöffnung 311 einströmendes und durch die Auslassöffnung 313 ausströmendes Fluid entlang des vorgegebenen Strömungspfads strömen muss, wie durch Pfeil 309 angedeutet.After the cutting process to cut the metal plate 301 The guiding device is made of the metal structure 303 on the metal plate 301 remained and is now used in the fuel cell to guide operating fluids, such as, for example, air or hydrogen, along a through the guide device 303 predetermined flow path. The guiding device seals 303 a first lateral area 305 and a second side area 307 between the metal plate 301 and the fuel cell 300 fluid-tight, so that through the inlet opening 311 inflowing and through the outlet opening 313 outflowing fluid must flow along the predetermined flow path, as indicated by arrow 309 indicated.

Claims (10)

Verfahren (100) zur Herstellung einer offenporigen Metallplatte, wobei das Verfahren (100) umfasst: - Anordnen (101) einer Leiteinrichtung (201, 303) zum Leiten von Fluiden entlang eines vorgegebenen Strömungspfades mit mindestens einem Leitelement (203, 205, 207, 209) an einer offenporigen Metallstruktur (200, 301), - Einbringen (103) mindestens einer Auslassöffnung (217, 313) in die Leiteinrichtung (201, 303), - Einleiten (105) von Fluid auf die Metallstruktur (200, 301) derart, dass das Fluid entlang des Strömungspfades über die Metallstruktur (200, 301) strömt und aus der mindestens einen Auslassöffnung (217, 313) austritt, - Schneiden (107) einer Metallplatte aus der Metallstruktur (200, 301) durch Bewegen mindestens eines Schneidwerkzeugs durch die Metallstruktur.A method (100) for producing an open-pore metal plate, the method (100) comprising: - Arranging (101) a guide device (201, 303) for guiding fluids along a predetermined flow path with at least one guide element (203, 205, 207, 209) on an open-pored metal structure (200, 301), - Introducing (103) at least one outlet opening (217, 313) into the guide device (201, 303), - Introducing (105) fluid onto the metal structure (200, 301) in such a way that the fluid flows along the flow path over the metal structure (200, 301) and emerges from the at least one outlet opening (217, 313), - Cutting (107) a metal plate from the metal structure (200, 301) by moving at least one cutting tool through the metal structure. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstruktur (200, 301) durch die Leiteinrichtung (201, 303) mittels sechs miteinander verbundenen Leitelementen (203, 205, 207, 209) an sechs Seiten umschlossen wird, um einen Strömungsraum zu bilden, der ein Übertreten des Fluids in eine Umgebung verhindert.Method (100) according to Claim 1 , characterized in that the metal structure (200, 301) is enclosed on six sides by the guide device (201, 303) by means of six interconnected guide elements (203, 205, 207, 209) in order to form a flow space that prevents the Prevents fluids in an environment. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) weiterhin umfasst: - Einbringen mindestens einer Einlassöffnung (215, 311) in die Leiteinrichtung (201, 303), sodass der Strömungspfad durch die mindestens eine Einlassöffnung und die mindestens eine Auslassöffnung (215, 311) vorgegeben wird.Method (100) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the method (100) further comprises: introducing at least one inlet opening (215, 311) into the guide device (201, 303) so that the flow path through the at least one inlet opening and the at least one outlet opening (215, 311) is specified. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schneidwerkzeug ausgewählt wird aus der folgenden Liste an Schneidwerkzeugen: Erodierdraht, Säge, Klinge, Riemen.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one cutting tool is selected from the following list of cutting tools: eroding wire, saw, blade, belt. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (201, 303) mittels eines Verbindungsmittels an der Metallstruktur (200, 301) angeordnet, insbesondere angeklebt oder angesintert wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide device (201, 303) is arranged on the metal structure (200, 301) by means of a connecting means, in particular is glued or sintered on. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid ein Spülfluid zum Spülen der Metallstruktur und/oder des mindestens einen Schneidwerkzeugs während einer Bewegung des mindestens einen Schneidwerkzeugs entlang des Strömungspfades gewählt wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a flushing fluid for flushing the metal structure and / or the at least one cutting tool during a movement of the at least one cutting tool along the flow path is selected as the fluid. Leiteinrichtung (201, 303) zum Leiten eines Fluids entlang eines vorgegebenen Strömungspfads über eine offenporige Metallstruktur (200, 301), wobei die Leiteinrichtung (201, 303) mindestens ein Leitelement (203, 205, 207, 209) und mindestens eine Auslassöffnung (217, 313) umfasst, und wobei das mindestens eine Leitelement (203, 205, 207, 209) dazu konfiguriert ist, an der offenporigen Metallstruktur (200, 301) angeordnet zu werden und ein auf die offenporige Metallstruktur (200, 301) geleitetes Fluid entlang des vorgegebenen Strömungspfades über die offenporige Struktur (200, 301) zu leiten.Guide device (201, 303) for guiding a fluid along a predetermined flow path over an open-pored metal structure (200, 301), wherein the guide device (201, 303) has at least one guide element (203, 205, 207, 209) and at least one outlet opening (217 , 313), and wherein the at least one guide element (203, 205, 207, 209) is configured to be arranged on the open-pore metal structure (200, 301) and a fluid directed along the open-pore metal structure (200, 301) of the predetermined flow path over the open-pored structure (200, 301). Leiteinrichtung (201, 303) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (201, 303) mindestens eine Einlassöffnung (215, 311) umfasst, die zusammen mit der mindestens einen Auslassöffnung (217, 313) den vorgegebenen Strömungspfad bildet.Guide device (201, 303) according to Claim 7 , characterized in that the guide device (201, 303) comprises at least one inlet opening (215, 311) which, together with the at least one outlet opening (217, 313), forms the predetermined flow path. Leiteinrichtung (201, 303) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (201, 303) sechs miteinander verbundene Leitelemente (203, 205, 207, 209) umfasst, um die offenporige Metallstruktur (200, 301) an sechs Seiten zu umschließen und einen Strömungsraum zu bilden, der ein Übertreten des Fluids in eine Umgebung verhindert.Guide device (201, 303) according to Claim 7 or 8th , characterized in that the guide device (201, 303) comprises six guide elements (203, 205, 207, 209) connected to one another, in order to enclose the open-pore metal structure (200, 301) on six sides and to form a flow space that can be traversed of the fluid in an environment prevented. Verwendung einer Leiteinrichtung (201, 303) nach einem der Ansprüche 7 bis 8 zum Leiten eines Fluids über die Metallstruktur entlang eines vorgegebenen Strömungspfads durch eine Brennstoffzelle.Use of a guide device (201, 303) according to one of the Claims 7 until 8th for directing a fluid over the metal structure along a predetermined flow path through a fuel cell.
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