DE102020207809A1 - Method for manufacturing a fuel cell unit - Google Patents

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Klaus Volker Schuett
Michael Raedler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit als Brennstoffzellenstapel mit gestapelten Brennstoffzellen zur elektrochemischen Erzeugung von elektrischer Energie mittels den Prozessfluiden Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel mit den Schritten: zur Verfügung stellen von schichtförmigen Komponenten (44) der Brennstoffzellen, insbesondere Membranelektrodenanordnungen, Gasdiffusionsschichten und Polarplatten (10), je mit einer Breite und einer Länge, und die Komponenten fiktive Ebenen aufspannen, lokales Aufbringen eines fließfähigen erhärtbaren Klebstoffes (61) auf die Oberflächen (45) der Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2) zur fluiddichten Abdichtung und/oder zur stoffschlüssigen Verbindung der Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2) und während des lokalen Aufbringens des Klebstoffes (61) eine Auftragsvorrichtung (51) mit einem mit dem Klebstoff (61) befüllten Aufnahmeraum (52) über der Oberfläche (45) je einer Komponente (44) angeordnet wird und aus dem Aufnahmeraum (52) durch ein geöffnetes Ventil, welches öffen- und schließbar ist, der Klebstoff (61) auf die Oberfläche (45) der je einen Komponente (44) als Beschichtungskomponente (44) geleitet wird, Stapeln der Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2), so dass Brennstoffzellen (2) und eine Brennstoffzelleneinheit sowie von dem aufgebrachten Klebstoff (61) fluiddicht abgedichtete Strömungsräume für Prozessfluide der Brennstoffzelleneinheit (1) ausgebildet werden, Erhärten des Klebstoffes (61), wobei während des Aufbringens des Klebstoffes (61) der Aufnahmeraum (52) der Auftragsvorrichtung (51) eine erste und/oder zweite Ausdehnung (55, 56) parallel zu der fiktiven Ebene der je einen Beschichtungskomponente (44) aufweist, die größer ist als 50 % der Breite und/oder Länge der je einen Beschichtungskomponente (44).Method for producing a fuel cell unit as a fuel cell stack with stacked fuel cells for the electrochemical generation of electrical energy using the process fluids fuel, oxidizing agent and coolant, with the steps: providing layered components (44) of the fuel cells, in particular membrane electrode arrangements, gas diffusion layers and polar plates (10), each with a width and a length, and the components span fictitious levels, local application of a free-flowing, hardenable adhesive (61) to the surfaces (45) of the components (44) of the fuel cells (2) for fluid-tight sealing and/or for the material connection of the Components (44) of the fuel cells (2) and, during the local application of the adhesive (61), an application device (51) with a receiving space (52) filled with the adhesive (61) above the surface (45) of one component (44). is and from the recording receiving space (52) through an open valve which can be opened and closed, the adhesive (61) is passed onto the surface (45) of each component (44) as a coating component (44), stacking the components (44) of the fuel cells (2) so that fuel cells (2) and a fuel cell unit as well as flow spaces for process fluids of the fuel cell unit (1) sealed in a fluid-tight manner by the applied adhesive (61) are formed, hardening of the adhesive (61), wherein during the application of the adhesive (61) the receiving space (52) of the application device (51) has a first and/or second extension (55, 56) parallel to the imaginary plane of each coating component (44), which is greater than 50% of the width and/or length of each a coating component (44).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a method for producing a fuel cell unit according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Brennstoffzelleneinheiten als galvanische Zellen wandeln mittels Redoxreaktionen an einer Anode und Kathode kontinuierlich zugeführten Brennstoff und Oxidationsmittel in elektrische Energie und Wasser um. Brennstoffzellen werden in den unterschiedlichsten stationären und mobilen Anwendungen eingesetzt, beispielweise in Häusern ohne Anschluss an ein Stromnetz oder in Kraftfahrzeugen, im Schienenverkehr, in der Luftfahrt, in der Raumfahrt und in der Schifffahrt. In Brennstoffzelleneinheiten sind eine Vielzahl von Brennstoffzellen in einem Stapel als Stack angeordnet.Fuel cell units as galvanic cells convert continuously supplied fuel and oxidizing agent into electrical energy and water by means of redox reactions at an anode and cathode. Fuel cells are used in a wide variety of stationary and mobile applications, for example in houses without a connection to a power grid or in motor vehicles, in rail transport, in aviation, in space travel and in shipping. In fuel cell units, a large number of fuel cells are arranged in a stack as a stack.

Bei der Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit aus Komponenten, insbesondere Membranelektrodenanordnungen, Gasdiffusionssichten und Bipolarplatten, ist die Ausbildung von Dichtungen für in den Stapel der Brennstoffzellen integrierte Strömungsräume notwendig. Die Dichtungen werden im Allgemeinen mittels des lokalen Aufbringens eines Klebstoffes auf die Komponenten, insbesondere Bipolarplatten, hergestellt. Aufgrund der komplexen Geometrie der notwendigen Dichtungen zwischen den Komponenten weist beispielsweise eine Seite einer Bipolarplatte mit einer Länge von 0,35 m und einer Breite von 0,15 m eine Gesamtlänge der Dichtung aus dem linienförmigen Klebstoff von 1,3 m auf. Da jedoch auf beiden Seiten der Bipolarplatten die Dichtungen notwendig sind, sind je Bipolarplatte 2,6 m Länge der Dichtung notwendig. Eine Brennstoffzelleneinheit mit 400 Bipolarplatten erfordert somit eine Länge der Dichtung von 1.100 m = 1,1 km. Die Dichtungen werden hergestellt, indem eine Nadeldüse über der Oberfläche der Bipolarplatte bewegt wird und von der Nadeldüse eine Relativbewegung über der Oberfläche der Bipolarplatte ausgeführt wird entlang der Bereiche der Oberfläche der Bipolarplatte, auf denen der Klebstoff aufzubringen ist. Damit muss eine Nadeldüse je Seite einer Bipolarplatte eine Wegstrecke von 1,3 m zurücklegen und für die Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit mit 400 Bipolarplatten eine Wegstrecke von 1.100 m. Dies erfordert einen großen Zeitaufwand und ist mit hohen Kosten verbunden. Die Nadeldüse als Auftragsvorrichtung weist einen sehr kleinen linienförmigen Aufnahmeraum für Klebstoff auf sowie am unteren Ende des Aufnahmeraumes nur ein Ventil.When producing a fuel cell unit from components, in particular membrane electrode arrangements, gas diffusion layers and bipolar plates, it is necessary to form seals for flow spaces integrated in the stack of fuel cells. The seals are generally produced by applying an adhesive locally to the components, in particular bipolar plates. Due to the complex geometry of the necessary seals between the components, for example, one side of a bipolar plate with a length of 0.35 m and a width of 0.15 m has a total length of the seal made from the linear adhesive of 1.3 m. However, since the seals are necessary on both sides of the bipolar plates, each bipolar plate needs a length of 2.6 m of the seal. A fuel cell unit with 400 bipolar plates thus requires a seal length of 1,100 m = 1.1 km. The seals are made by moving a needle nozzle over the surface of the bipolar plate and moving the needle nozzle relative to the surface of the bipolar plate along those areas of the surface of the bipolar plate to which the adhesive is to be applied. This means that a needle nozzle has to cover a distance of 1.3 m on each side of a bipolar plate and a distance of 1,100 m for the production of a fuel cell unit with 400 bipolar plates. This requires a great deal of time and is associated with high costs. The needle nozzle as an application device has a very small linear receiving space for adhesive and only one valve at the lower end of the receiving space.

Darüber hinaus ist es bekannt, den Klebstoff auf die Oberflächen der Bipolarplatten mit Schablonendruck und Siebdruck aufzubringen. Der zähflüssige Klebstoff wird durch Öffnungen einer Schablone lokal auf die Oberfläche der Bipolarplatte aufgebracht. Für das Durchleiten des Klebstoffes durch die Öffnungen der Schablone ist es notwendig, den lediglich unter Umgebungsdruck stehenden Klebstoff in einem Aufnahmeraum über der Schablone mittels eines beweglichen Rakels an Teilbereichen der Schablone, über denen der Rakel angeordnet ist, durch die ständig und stets geöffneten Öffnungen zu bewegen. Dabei muss der Rakel zwei Mal mit einer geringen Geschwindigkeit durch den zähfließenden Klebstoff über der Schablone bewegt werden. Damit ist eine große Zeitdauer mit hohen Kosten zum Aufbringen des Klebstoffes notwendig.It is also known to apply the adhesive to the surfaces of the bipolar plates using stencil printing and screen printing. The viscous adhesive is applied locally to the surface of the bipolar plate through openings in a template. In order to pass the adhesive through the openings of the stencil, it is necessary to use a movable squeegee to feed the adhesive, which is only under ambient pressure, through the constantly and constantly open openings in a receiving space above the stencil by means of a movable squeegee at parts of the stencil over which the squeegee is arranged move. The squeegee has to be moved twice at a low speed through the viscous adhesive over the stencil. A long period of time with high costs is thus necessary for applying the adhesive.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit als Brennstoffzellenstapel mit gestapelten Brennstoffzellen zur elektrochemischen Erzeugung von elektrischer Energie mittels den Prozessfluiden Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel mit den Schritten: Zur Verfügung stellen von schichtförmigen Komponenten der Brennstoffzellen, insbesondere Membranelektrodenanordnungen, Gasdiffusionsschichten und Polarplatten, je mit einer Breite und einer Länge, und die Komponenten fiktive Ebenen aufspannen, lokales Aufbringen eines fließfähigen erhärtbaren Klebstoffes auf die Oberflächen der Komponenten der Brennstoffzellen zur fluiddichten Abdichtung und/oder zur stoffschlüssigen Verbindung der Komponenten der Brennstoffzellen und während des lokalen Aufbringens des Klebstoffes eine Auftragsvorrichtung mit einem mit dem Klebstoff befüllten Aufnahmeraum über der Oberfläche je einer Komponente angeordnet wird und aus dem Aufnahmeraum durch ein geöffnetes Ventil, welches öffen- und schließbar ist, der Klebstoff auf die Oberfläche der je einen Komponente als Beschichtungskomponente geleitet wird, Stapeln der Komponenten der Brennstoffzellen, so dass Brennstoffzellen und eine Brennstoffzelleneinheit sowie von dem aufgebrachten Klebstoff fluiddicht abgedichtete Strömungsräume für Prozessfluide der Brennstoffzelleneinheit ausgebildet werden, Erhärten des Klebstoffes, wobei während des Aufbringens des Klebstoffes der Aufnahmeraum und/oder eine Trennwandung der Auftragsvorrichtung eine erste und/oder zweite Ausdehnung parallel zu der fiktiven Ebene der je einen Beschichtungskomponente aufweist, die größer ist als 50 % der Breite und/oder Länge der je einen Beschichtungskomponente. Aufgrund der großen Ausdehnung des Aufnahmeraumes und/oder der Trennwandung kann der Klebstoff damit in kurzer Zeit auf die Komponenten aufgebracht werden.Method according to the invention for producing a fuel cell unit as a fuel cell stack with stacked fuel cells for the electrochemical generation of electrical energy by means of the process fluids fuel, oxidizing agent and coolant with the following steps: Providing layered components of the fuel cells, in particular membrane electrode arrangements, gas diffusion layers and polar plates, each with a width and a length, and the components span fictional levels, local application of a flowable hardenable adhesive to the surfaces of the components of the fuel cells for fluid-tight sealing and / or for the material connection of the components of the fuel cells and an application device with an adhesive during the local application of the adhesive filled receiving space is arranged above the surface of a component and out of the receiving space through an open valve, which öffe Can be n and closed, the adhesive is passed onto the surface of each component as a coating component, stacking the components of the fuel cells so that fuel cells and a fuel cell unit as well as fluid-tight sealed flow spaces for process fluids of the fuel cell unit are formed by the applied adhesive, hardening of the adhesive , wherein during the application of the adhesive the receiving space and / or a partition wall of the application device has a first and / or second dimension parallel to the fictitious plane of each coating component, which is greater than 50% of the width and / or length of each coating component . Due to the large expansion of the receiving space and / or the partition wall, the adhesive can thus be applied to the components in a short time.

In einer weiteren Variante sind die erste Ausdehnung und die zweite Ausdehnung senkrecht zueinander ausgerichtet.In a further variant, the first expansion and the second expansion are oriented perpendicular to one another.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente eine Trennwandung der Auftragsvorrichtung zwischen dem Aufnahmeraum und der Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente angeordnet und die Trennwandung eine dem Aufnahmeraum zugeordnet Oberseite und eine der Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente zugewandte Unterseite aufweist und in die Trennwandung sind öffen- und schließbare Ventile integriert und während eines geöffneten wenigstens eines Ventils der Klebstoff von dem Aufnahmeraum durch das geöffnete wenigstens eine Ventil lokal auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente geleitet wird. In die Trennwandung sind somit eine große Anzahl von Ventilen integriert. In a supplementary embodiment, while the adhesive is being applied to the surface of each coating component, a partition of the application device is arranged between the receiving space and the surface of each coating component, and the partition has a top side assigned to the receiving space and an underside facing the surface of each coating component and openable and closable valves are integrated in the partition wall and while at least one valve is open, the adhesive is guided locally from the receiving space through the open at least one valve onto the surface of each coating component. A large number of valves are thus integrated into the partition wall.

Vorzugsweise wird auch eine Zusammenfügung von Ventilen als Trennwandung betrachtet.Preferably, a combination of valves is also considered as a partition wall.

In einer ergänzenden Ausgestaltung ist während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente der Klebstoff in dem Aufnahmeraum, insbesondere der gesamte Klebstoff in dem Aufnahmeraum, unter einem Überdruck in dem Aufnahmeraum größer als der Umgebungsdruck angeordnet, so dass, insbesondere ausschließlich abgesehen von der Schwerkraft, aufgrund des Überdruckes im Vergleich zu dem Umgebungsdruck der Klebstoff durch das geöffnete wenigstens eine Ventil auf die Oberfläche der je einen Komponente als Beschichtungskomponente geleitet wird. Der zähfließende Klebstoff kann damit aufgrund des Überdruckes sehr schnell durch die geöffneten Ventile in kurzer Zeit geleitet werden.In a supplementary embodiment, while the adhesive is being applied to the surface of each of the coating components, the adhesive in the receiving space, in particular the entire adhesive in the receiving space, is arranged under an overpressure in the receiving space that is greater than the ambient pressure, so that, in particular, apart from the force of gravity, due to the overpressure compared to the ambient pressure, the adhesive is passed through the opened at least one valve onto the surface of each component as a coating component. The viscous adhesive can therefore be passed very quickly through the opened valves in a short time due to the overpressure.

In einer weiteren Variante liegt während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente der Klebstoff an der im Wesentlichen gesamten Oberseite der Trennwandung mit einem, vorzugsweise im Wesentlich, konstantem Überdruck größer als der Umgebungsdruck auf. Im Wesentlichen bedeutet vorzugsweise, dass an wenigstens 70 %, 80 %, 90 %, 95 % oder 99 % der Oberseite der Trennwandung der Überdruck vorhanden ist. Im Wesentlichen konstanter Überdruck bedeutet vorzugsweise, dass sich der Überdruck um weniger als 30 %, 20 %, 10 % oder 5 % unterscheidet.In a further variant, while the adhesive is being applied to the surface of each of the coating components, the adhesive rests on essentially the entire upper side of the partition wall with a preferably essentially constant overpressure greater than the ambient pressure. Substantially preferably means that the overpressure is present on at least 70%, 80%, 90%, 95% or 99% of the upper side of the partition wall. Substantially constant overpressure preferably means that the overpressure differs by less than 30%, 20%, 10% or 5%.

Vorzugsweise wird der Überdruck des Klebstoffes in dem Aufnahmeraum mit einem Kolben oder Druckluft erzeugt.The excess pressure of the adhesive in the receiving space is preferably generated with a piston or compressed air.

In einer weiteren Ausgestaltung sind während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente nur diejenigen Ventile geöffnet, welche über den Bereichen der Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente angeordnet sind auf denen der Klebstoff aufgebracht wird und die anderen Ventile geschlossen sind.In a further embodiment, during the application of the adhesive to the surface of each coating component, only those valves are opened which are arranged over the areas of the surface of each coating component on which the adhesive is applied and the other valves are closed.

In einer ergänzenden Ausführungsform weisen die Ventile im geöffneten Zustand Durchleitungsöffnungen mit identischen und/oder unterschiedlichen Querschnittsflächen zum Durchleiten des Klebstoffes von dem Aufnahmeraum auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente auf.In a supplementary embodiment, the valves in the open state have passage openings with identical and / or different cross-sectional areas for passage of the adhesive from the receiving space onto the surface of each of the coating components.

Zweckmäßig weisen die Ventile je ein Schließorgan, insbesondere einen Schieber, zum Öffnen und Schließen der Durchleitungsöffnung je eines Ventils auf und das Schließorgan je eines Ventils wird mit je einem Aktuator zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegt.The valves expediently each have a closing element, in particular a slide, for opening and closing the passage opening of a valve and the closing element of each valve is moved between a closed position and an open position with one actuator each.

In einer weiteren Variante weist während des Aufbringens des Klebstoffes der Aufnahmeraum und/oder die Trennwandung der Auftragsvorrichtung die erste und/oder zweite Ausdehnung parallel zu der fiktiven Ebene der je einen Beschichtungskomponente auf, die größer ist als 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der Breite und/oder Länge der je einen Beschichtungskomponente.In a further variant, during the application of the adhesive, the receiving space and / or the partition wall of the application device has the first and / or second dimension parallel to the fictitious plane of each coating component, which is greater than 60%, 70%, 80% or 90% of the width and / or length of each coating component.

In einer zusätzlichen Ausführungsform weist während des Aufbringens des Klebstoffes der Aufnahmeraum und/oder die Trennwandung der Auftragsvorrichtung die erste Ausdehnung und zweite Ausdehnung parallel zu der fiktiven Ebene der je einen Beschichtungskomponente auf, die größer ist als 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der Breite und/oder Länge der je einen Beschichtungskomponente.In an additional embodiment, during the application of the adhesive, the receiving space and / or the partition wall of the application device has the first dimension and the second dimension parallel to the fictitious plane of each coating component, which is greater than 50%, 60%, 70%, 80 % or 90% of the width and / or length of each coating component.

In einer weiteren Ausgestaltung deckt während des Aufbringens des Klebstoffes eine Projektion senkrecht zu der fiktiven Ebene der Unterseite der Trennwandung auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente den gesamten Bereich der Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente ab auf der Klebstoff aufgebracht wird.In a further embodiment, during the application of the adhesive, a projection perpendicular to the fictitious plane of the underside of the partition wall on the surface of the one coating component covers the entire area of the surface of the one coating component to which the adhesive is applied.

In einer weiteren Variante wird während des Aufbringens des Klebstoffes, insbesondere des gesamten Klebstoffes, auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente zwischen der Auftragsvorrichtung und der je einen Beschichtungskomponente keine Relativbewegung parallel zu der fiktiven Ebene ausgeführt.In a further variant, no relative movement parallel to the fictitious plane is carried out during the application of the adhesive, in particular the entire adhesive, to the surface of the one coating component between the application device and the one coating component.

In einer ergänzenden Ausgestaltung wird während des Aufbringens des Klebstoffes, insbesondere des gesamten Klebstoffes, auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente zwischen der Auftragsvorrichtung und der je einen Beschichtungskomponente eine Relativbewegung, insbesondere translatorische Relativbewegung, parallel zu der fiktiven Ebene ausgeführt, so dass aufgrund der Relativbewegung und des simultan geöffneten wenigstens einen Ventils der Klebstoff aus dem geöffneten wenigstens einen Ventil auf unterschiedlichen Bereichen der Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente aufgebracht wird.In a supplementary embodiment, during the application of the adhesive, in particular the entire adhesive, to the surface of the one coating component between the application device and the one coating component, a relative movement, in particular a translational relative movement, is carried out parallel to the fictitious plane, so that due to the relative movement and the simultaneously opened at least one valve, the adhesive from the opened at least one valve is applied to different areas of the surface of the respective coating component.

In einer ergänzenden Ausgestaltung weist während des Aufbringens des Klebstoffes der Aufnahmeraum und/oder die Trennwandung der Auftragsvorrichtung die erste und/oder zweite Ausdehnung parallel zu der fiktiven Ebene der je einen Beschichtungskomponente auf, die kleiner ist als 10 %, 30 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der Länge und/oder Breite der je einen Beschichtungskomponente. Die Auftragsvorrichtung kann auch in translatorischen Bewegungen mit unterschiedlichen Bewegungsrichtungen über die Oberfläche der Beschichtungskomponente bewegt werden.In a supplementary embodiment, during the application of the adhesive, the receiving space and / or the partition wall of the application device has the first and / or second dimension parallel to the fictitious plane of each coating component, which is smaller than 10%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90% of the length and / or width of each coating component. The application device can also be moved over the surface of the coating component in translatory movements with different directions of movement.

Vorzugsweise wird der Klebstoff durch mehrere geöffnete Ventile, vorzugsweise wenigstens zwei, drei oder fünf Ventile, simultan von dem Aufnahmeraum auf die Oberfläche der Beschichtungskomponente geleitet.The adhesive is preferably conducted simultaneously from the receiving space onto the surface of the coating component through a plurality of open valves, preferably at least two, three or five valves.

In einer ergänzenden Variante wird auf wenigstens 0,1 %, 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 5 %, 10 %, 20 % oder 30 % und/oder weniger als 70 %, 50 %, 30 %, 20 %, 10 % oder 5 % der Oberflächen der Komponenten der Klebstoff aufgebracht.In a supplementary variant, at least 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 5%, 10%, 20% or 30% and / or less than 70%, 50%, 30% , 20%, 10% or 5% of the surfaces of the components of the adhesive applied.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die erste und/oder zweite Ausdehnung des Aufnahmeraumes die Ausdehnung des Aufnahmeraumes über der Oberseite der Trennwandung mit einem Abstand von weniger als 2 mm oder 1 mm. Die Ausdehnung des Aufnahmeraumes wird somit in einem sehr kleinen Abstand zu der Oberseite der Trennwandung bestimmt.In an additional embodiment, the first and / or second expansion of the receiving space is the expansion of the receiving space over the top of the partition wall with a distance of less than 2 mm or 1 mm. The extent of the receiving space is thus determined at a very small distance from the top of the partition.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der Aufnahmeraum der Auftragsvorrichtung ein, vorzugsweise temporär, geschlossener Aufnahmeraum, so dass der Klebstoff in dem Aufnahmeraum mit einem Überdruck in dem Aufnahmeraum angeordnet wird ohne dass der Klebstoff, abgesehen von dem geöffneten wenigstens einen Ventil, aus dem Aufnahmeraum ausgeleitet wird.In a further embodiment, the receiving space of the application device is a, preferably temporarily, closed receiving space, so that the adhesive is arranged in the receiving space with an overpressure in the receiving space without the adhesive, apart from the open at least one valve, being discharged from the receiving space .

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Anzahl der Ventile in der Trennwandung der Auftragsvorrichtung größer als 5, 10, 20, 30 oder 50. In an additional embodiment, the number of valves in the partition wall of the application device is greater than 5, 10, 20, 30 or 50.

Vorzugsweise ist die erste Ausdehnung des Aufnahmeraumes und/oder der Trennwandung in Querrichtung der Komponente bestimmt und die zweite Ausdehnung des Aufnahmeraumes und/oder der Trennwandung in Längsrichtung der Komponente bestimmt oder umgekehrt.The first dimension of the receiving space and / or the partition wall is preferably determined in the transverse direction of the component and the second dimension of the receiving space and / or the partition wall is determined in the longitudinal direction of the component or vice versa.

Zweckmäßig ist der Überdruck in dem Aufnahmeraum der Auftragsvorrichtung um 0,1 bar, 0,2 bar, 0,5 bar, 1 bar, 2 bar, 3 bar, 5 bar, 10 bar oder 20 bar größer als der Umgebungsdruck während des lokalen Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der je einen Beschichtungskomponente der Brennstoffzelle.The overpressure in the receiving space of the application device is expediently 0.1 bar, 0.2 bar, 0.5 bar, 1 bar, 2 bar, 3 bar, 5 bar, 10 bar or 20 bar greater than the ambient pressure during the local application of the adhesive on the surface of each of the coating components of the fuel cell.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung sind die Länge und Breite der Beschichtungskomponente Ausdehnungen parallel zu der von den Komponenten aufgespannten fiktiven Ebenen und die Längsrichtung der Länge und Querrichtung der Breite stehen aufeinander senkrecht und die Länge ist die maximale Ausdehnung und die Breite ist die minimale Ausdehnung.In an additional embodiment, the length and width of the coating component dimensions are parallel to the fictitious planes spanned by the components and the longitudinal direction of the length and transverse direction of the width are perpendicular to one another and the length is the maximum dimension and the width is the minimum dimension.

In einer weiteren Variante ist die Richtung der translatorischen Relativbewegung der Auftragsvorrichtung zu der je einen Beschichtungskomponente im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung oder Querrichtung der je einen Beschichtungskomponente und/oder im Wesentlichen parallel zu der Richtung der ersten und/oder zweiten Ausdehnung des Aufnahmeraumes der Auftragsvorrichtung ausgerichtet, wobei vorzugsweise im Wesentlichen parallel bedeutet mit einer Abweichung von weniger als 30°, 20°, 10° oder 5°.In a further variant, the direction of the translational relative movement of the application device to the respective coating component is aligned essentially parallel to the longitudinal direction or transverse direction of the respective coating component and / or essentially parallel to the direction of the first and / or second extension of the receiving space of the application device , where preferably means essentially parallel with a deviation of less than 30 °, 20 °, 10 ° or 5 °.

Zweckmäßig sind Komponenten für Brennstoffzellen Membranelektrodenanordnungen, Protonenaustauschermembranen, Anoden, Kathoden, Gasdiffusionsschichten und Polarplatten. Vorzugsweise sind die Polarplatten als Biopolarplatten und/oder Monopolarplatten ausgebildet.Components for fuel cells are membrane electrode assemblies, proton exchange membranes, anodes, cathodes, gas diffusion layers and polar plates. The polar plates are preferably designed as biopolar plates and / or monopolar plates.

In einer ergänzenden Variante werden die Komponenten der Brennstoffzellen und/oder die Brennstoffzellen der Brennstoffzelleneinheit fluchtend gestapelt.In a supplementary variant, the components of the fuel cells and / or the fuel cells of the fuel cell unit are stacked in alignment.

In einer weiteren Variante wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Brennstoffzelleneinheit wenigstens eine Verbindungsvorrichtung, insbesondere mehrere Verbindungsvorrichtungen, und Spannelemente, umfasst.In a further variant, the fuel cell unit is produced in such a way that the fuel cell unit comprises at least one connecting device, in particular a plurality of connecting devices, and tensioning elements.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Verbindungsvorrichtung als ein Bolzen ausgebildet ist und/oder stabförmig ist und/oder als ein Spanngurt ausgebildet ist.In a further embodiment, the fuel cell unit is manufactured in such a way that the connecting device is designed as a bolt and / or rod-shaped and / or is designed as a tensioning belt.

Zweckmäßig wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Spannelemente als Spannplatten ausgebildet sind.The fuel cell unit is expediently manufactured in such a way that the clamping elements are designed as clamping plates.

Insbesondere wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die die Brennstoffzelleneinheit wenigstens 3, 4, 5 oder 6 Verbindungsvorrichtungen umfasst.In particular, the fuel cell unit is manufactured so that the Fuel cell unit comprises at least 3, 4, 5 or 6 connecting devices.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Spannelemente plattenförmig und/oder scheibenförmig und/oder eben ausgebildet und/oder als ein Gitter ausgebildet sind.In a further embodiment, the fuel cell unit is produced in such a way that the clamping elements are plate-shaped and / or disk-shaped and / or flat and / or are designed as a grid.

Vorzugsweise ist wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Brennstoffeleneinheit mit Brennstoff Wasserstoff, wasserstoffreiches Gas, Reformatgas oder Erdgas betreibbar ist.The fuel cell unit is preferably manufactured in such a way that the fuel cell unit can be operated with fuel hydrogen, hydrogen-rich gas, reformate gas or natural gas.

Zweckmäßig wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend herstellt, so dass die Brennstoffzellen im Wesentlichen eben und/oder scheibenförmig ausgebildet sind.The fuel cell unit is expediently manufactured in such a way that the fuel cells are essentially flat and / or disk-shaped.

In einer ergänzenden Variante wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Brennstoffzelleneinheit mit Oxidationsmittel Luft mit Sauerstoff oder reiner Sauerstoff betreibbar ist.In a supplementary variant, the fuel cell unit is manufactured in such a way that the fuel cell unit can be operated with the oxidizing agent air with oxygen or pure oxygen.

Vorzugsweise wird die Brennstoffzelleneinheit dahingehend hergestellt, so dass die Brennstoffzelleneinheit eine PEM-Brennstoffzelleneinheit mit PEM-Brennstoffzellen ist.The fuel cell unit is preferably produced in such a way that the fuel cell unit is a PEM fuel cell unit with PEM fuel cells.

Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.The invention further comprises a computer program with program code means which are stored on a computer-readable data carrier in order to carry out a method described in this patent application when the computer program is carried out on a computer or a corresponding processing unit.

Bestandteil der Erfindung ist außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.A component of the invention is also a computer program product with program code means that are stored on a computer-readable data carrier in order to carry out a method described in this patent application when the computer program is carried out on a computer or a corresponding processing unit.

FigurenlisteFigure list

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

  • 1 eine stark vereinfachte Explosionsdarstellung eines Brennstoffzellensystems mit Komponenten einer Brennstoffzelle,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Brennstoffzelle,
  • 3 einen Längsschnitt durch eine Brennstoffzelle,
  • 4 eine perspektivische Ansicht einer Brennstoffzelleneinheit als Brennstoffzellenstapel, d. h. einen Brennstoffzellenstack,
  • 5 einen Schnitt durch die Brennstoffzelleneinheit gemäß 4,
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer Membranelektrodenanordnung der Brennstoffzelleneinheit,
  • 7 eine perspektivische Ansicht einer Bipolarplatte der Brennstoffzelleneinheit,
  • 8 einen Längsschnitt A-A gemäß 11 einer Auftragsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit und einer Bipolarplatte während des Aufbringens eines Klebstoffes auf eine Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 9 einen Längsschnitt A-A gemäß 11 der Auftragsvorrichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit und der Bipolarplatte nach dem Aufbringen des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 10 einen Längsschnitt A-A gemäß 11 der Bipolarplatte nach dem Aufbringen des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 11 eine Draufsicht der Bipolarplatte und eine strichliert dargestellte Projektion einer Unterseite einer Trennwandung der Auftragsvorrichtung während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 12 einen Querschnitt B-B gemäß 16 einer Auftragsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit und der Bipolarplatte während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 13 einen Längsschnitt C-C gemäß 16 der Auftragsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit und der Bipolarplatte während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 14 einen Längsschnitt B-B gemäß 16 der Auftragsvorrichtung in dem zweiten Ausführungsbeispiel zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit und der Bipolarplatte nach dem Aufbringen des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 15 einen Längsschnitt B-B gemäß 16 der Bipolarplatte nach dem Aufbringen des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte,
  • 16 eine Draufsicht der Bipolarplatte und eine strichliert dargestellte Projektion einer Unterseite einer Trennwandung der Auftragsvorrichtung in dem zweiten Ausführungsbeispiel während des Aufbringens des Klebstoffes auf die Oberfläche der Bipolarplatte und
  • 17 einen Längsschnitt eines Ventils.
In the following, exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a greatly simplified exploded view of a fuel cell system with components of a fuel cell,
  • 2 a perspective view of part of a fuel cell,
  • 3 a longitudinal section through a fuel cell,
  • 4th a perspective view of a fuel cell unit as a fuel cell stack, ie a fuel cell stack,
  • 5 a section through the fuel cell unit according to 4th ,
  • 6th a perspective view of a membrane electrode assembly of the fuel cell unit,
  • 7th a perspective view of a bipolar plate of the fuel cell unit,
  • 8th a longitudinal section AA according to 11th an application device in a first embodiment for producing the fuel cell unit and a bipolar plate while an adhesive is being applied to a surface of the bipolar plate,
  • 9 a longitudinal section AA according to 11th the application device in the first exemplary embodiment for producing the fuel cell unit and the bipolar plate after the adhesive has been applied to the surface of the bipolar plate,
  • 10 a longitudinal section AA according to 11th the bipolar plate after applying the adhesive to the surface of the bipolar plate,
  • 11th a top view of the bipolar plate and a dashed projection of an underside of a partition of the application device during the application of the adhesive to the surface of the bipolar plate,
  • 12th a cross section BB according to 16 an application device in a second exemplary embodiment for producing the fuel cell unit and the bipolar plate while the adhesive is being applied to the surface of the bipolar plate,
  • 13th a longitudinal section CC according to 16 the application device in a second exemplary embodiment for producing the fuel cell unit and the bipolar plate while the adhesive is being applied to the surface of the bipolar plate,
  • 14th a longitudinal section BB according to 16 the application device in the second exemplary embodiment for producing the fuel cell unit and the bipolar plate after the adhesive has been applied to the surface of the bipolar plate,
  • 15th a longitudinal section BB according to 16 the bipolar plate after applying the adhesive to the surface of the bipolar plate,
  • 16 a plan view of the bipolar plate and a dashed projection of an underside of a partition of the application device in the second embodiment during the application of the adhesive to the surface of the bipolar plate and
  • 17th a longitudinal section of a valve.

In den 1 bis 3 ist der grundlegende Aufbau einer Brennstoffzelle 2 als einer PEM-Brennstoffzelle 3 (Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle 3) dargestellt. Das Prinzip von Brennstoffzellen 2 besteht darin, dass mittels einer elektrochemischen Reaktion elektrische Energie bzw. elektrischer Strom erzeugt wird. An eine Anode 7 wird Wasserstoff H2 als gasförmiger Brennstoff geleitet und die Anode 7 bildet den Minuspol. An eine Kathode 8 wird ein gasförmiges Oxidationsmittel, nämlich Luft mit Sauerstoff, geleitet, d. h. der Sauerstoff in der Luft stellt das notwendige gasförmige Oxidationsmittel zur Verfügung. An der Kathode 8 findet eine Reduktion (Elektronenaufnahme) statt. Die Oxidation als Elektronenabgabe wird an der Anode 7 ausgeführt.In the 1 until 3 is the basic structure of a fuel cell 2 than a PEM fuel cell 3 (Polymer electrolyte fuel cell 3 ) shown. The principle of fuel cells 2 consists in that electrical energy or electrical current is generated by means of an electrochemical reaction. To an anode 7th hydrogen H 2 is passed as a gaseous fuel and the anode 7th forms the negative pole. To a cathode 8th a gaseous oxidizing agent, namely air with oxygen, is passed, ie the oxygen in the air provides the necessary gaseous oxidizing agent. At the cathode 8th a reduction (electron uptake) takes place. The oxidation as electron donation occurs at the anode 7th executed.

Die Redoxgleichungen der elektrochemischen Vorgänge lauten: Kathode: O2 + 4 H+ + 4 e- --» 2 H2O Anode: 2 H2 --» 4 H+ + 4 e- The redox equations of the electrochemical processes are: Cathode: O 2 + 4 H + + 4 e - - »2 H 2 O Anode: 2 H 2 - »4 H + + 4 e -

Summenreaktionsgleichung von Kathode und Anode: 2 H2 + O2 --» 2 H2O Sum reaction equation of cathode and anode: 2 H 2 + O 2 - »2 H 2 O

Die Differenz der Normalpotentiale der Elektrodenpaare unter Standardbedingungen als reversible Brennstoffzellenspannung oder Leerlaufspannung der unbelasteten Brennstoffzelle 2 beträgt 1,23 V. Diese theoretische Spannung von 1,23 V wird in der Praxis nicht erreicht. Im Ruhezustand und bei kleinen Strömen können Spannungen über 1,0 V erreicht werden und im Betrieb mit größeren Strömen werden Spannungen zwischen 0,5 V und 1,0 V erreicht. Die Reihenschaltung von mehreren Brennstoffzellen 2, insbesondere eine Brennstoffzelleneinheit 1 als Brennstoffzellenstapel 1 von mehreren übereinander angeordneten Brennstoffzellen 2, weist eine höhere Spannung auf, welche der Zahl der Brennstoffzellen 2 multipliziert mit der Einzelspannung je einer Brennstoffzelle 2 entspricht.The difference between the normal potentials of the electrode pairs under standard conditions as reversible fuel cell voltage or open circuit voltage of the unloaded fuel cell 2 is 1.23 V. This theoretical voltage of 1.23 V is not achieved in practice. In the idle state and with small currents, voltages over 1.0 V can be reached and in operation with larger currents, voltages between 0.5 V and 1.0 V are reached. The series connection of several fuel cells 2 , in particular a fuel cell unit 1 as a fuel cell stack 1 of several fuel cells arranged one above the other 2 , has a higher voltage, which is the number of fuel cells 2 multiplied by the individual voltage of each fuel cell 2 is equivalent to.

Die Brennstoffzelle 2 umfasst außerdem eine Protonenaustauschermembran 5 (Proton Exchange Membrane, PEM), welche zwischen der Anode 7 und der Kathode 8 angeordnet ist. Die Anode 7 und Kathode 8 sind schichtförmig bzw. scheibenförmig ausgebildet. Die PEM 5 fungiert als Elektrolyt, Katalysatorträger und Separator für die Reaktionsgase. Die PEM 5 fungiert außerdem als elektrischer Isolator und verhindert einen elektrischen Kurzschluss zwischen der Anode 7 und Kathode 8. Im Allgemeinen werden 12 µm bis 150 µm dicke, protonenleitende Folien aus perfluorierten und sulfonierten Polymeren eingesetzt. Die PEM 5 leitet die Protonen H+ und sperrt andere Ionen als Protonen H+ im Wesentlichen, so dass aufgrund der Durchlässigkeit der PEM 5 für die Protonen H+ der Ladungstransport erfolgen kann. Die PEM 5 ist für die Reaktionsgase Sauerstoff O2 und Wasserstoff H2 im Wesentlichen undurchlässig, d. h. sperrt die Strömung von Sauerstoff O2 und Wasserstoff H2 zwischen dem Gasraum 31 an der Anode 7 mit Brennstoff Wasserstoff H2 und dem Gasraum 32 an der Kathode 8 mit Luft bzw. Sauerstoff O2 als Oxidationsmittel. Die Protonenleitfähigkeit der PEM 5 vergrößert sich mit steigender Temperatur und steigenden Wassergehalt.The fuel cell 2 also includes a proton exchange membrane 5 (Proton Exchange Membrane, PEM), which is between the anode 7th and the cathode 8th is arranged. The anode 7th and cathode 8th are layered or disc-shaped. The PEM 5 acts as an electrolyte, catalyst carrier and separator for the reaction gases. The PEM 5 also acts as an electrical insulator and prevents an electrical short circuit between the anode 7th and cathode 8th . In general, proton-conducting foils made from perfluorinated and sulfonated polymers are 12 µm to 150 µm thick. The PEM 5 directs the protons H + and blocks other ions than protons H + essentially, so that due to the permeability of the PEM 5 for the protons H + the charge transport can take place. The PEM 5 is essentially impermeable to the reaction gases oxygen O 2 and hydrogen H 2 , ie blocks the flow of oxygen O 2 and hydrogen H 2 between the gas space 31 at the anode 7th with fuel hydrogen H 2 and the gas space 32 at the cathode 8th with air or oxygen O 2 as the oxidizing agent. The proton conductivity of the PEM 5 increases with increasing temperature and increasing water content.

Auf den beiden Seiten der PEM 5, jeweils zugewandt zu den Gasräumen 31, 32, liegen die Elektroden 7, 8 als die Anode 7 und Kathode 8 auf. Eine Einheit aus der PEM 5 und Anode 7 sowie Kathode 8 wird als Membranelektrodenanordnung 6 (Membran Electrode Assembly, MEA) bezeichnet. Die Elektroden 7, 8 sind mit der PEM 5 verpresst. Die Elektroden 6, 7 sind platinhaltige Kohlenstoffpartikel, die an PTFE (Polytetrafluorethylen), FEP (Fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer), PFA (Perfluoralkoxy), PVDF (Polyvinylidenfluorid) und/oder PVA (Polyvinylalkohol) gebunden sind und in mikroporösen Kohlefaser-, Glasfaser- oder Kunststoffmatten heißverpresst sind. An den Elektroden 6, 7 sind auf der Seite zu den Gasräumen 31, 32 hin normalerweise jeweils eine Katalysatorschichten 30 aufgebracht. Die Katalysatorschicht 30 an dem Gasraum 31 mit Brennstoff an der Anode 7 umfasst nanodisperses Platin-Ruthenium auf grafitierten Rußpartikeln, die an einem Bindemittel gebunden sind. Die Katalysatorschicht 30 an dem Gasraum 32 mit Oxidationsmittel an der Kathode 8 umfasst analog nanodisperses Platin. Als Bindemittel werden beispielsweise Nation®, eine PTFE-Emulsion oder Polyvinylalkohol eingesetzt.On both sides of the PEM 5 , each facing the gas compartments 31 , 32 , are the electrodes 7th , 8th than the anode 7th and cathode 8th on. A unit from the PEM 5 and anode 7th as well as cathode 8th is called a membrane electrode assembly 6th (Membrane Electrode Assembly, MEA). The electrodes 7th , 8th are with the PEM 5 pressed. The electrodes 6th , 7th are platinum-containing carbon particles that are bound to PTFE (polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene-propylene copolymer), PFA (perfluoroalkoxy), PVDF (polyvinylidene fluoride) and / or PVA (polyvinyl alcohol) and are hot-pressed in microporous carbon fiber, glass fiber or plastic mats are. On the electrodes 6th , 7th are on the side facing the gas compartments 31 , 32 usually one catalyst layer each 30th upset. The catalyst layer 30th on the gas compartment 31 with fuel on the anode 7th comprises nanodisperse platinum ruthenium on graphitized soot particles that are bound to a binder. The catalyst layer 30th on the gas compartment 32 with oxidizing agent on the cathode 8th analogously includes nanodisperse platinum. Nation ® , a PTFE emulsion or polyvinyl alcohol are used as binding agents.

Auf der Anode 7 und der Kathode 8 liegt eine Gasdiffusionsschicht 9 (Gas Diffusion Layer, GDL) auf. Die Gasdiffusionsschicht 9 an der Anode 7 verteilt den Brennstoff aus Kanälen 12 für Brennstoff gleichmäßig auf die Katalysatorschicht 30 an der Anode 7. Die Gasdiffusionsschicht 9 an der Kathode 8 verteilt das Oxidationsmittel aus Kanälen 13 für Oxidationsmittel gleichmäßig auf die Katalysatorschicht 30 an der Kathode 8. Die GDL 9 zieht außerdem Reaktionswasser in umgekehrter Richtung zur Strömungsrichtung der Reaktionsgase ab, d. h. in einer Richtung je von der Katalysatorschicht 30 zu den Kanälen 12, 13. Ferner hält die GDL 9 die PEM 5 feucht und leitet den Strom. Die GDL 9 ist beispielsweise aus einem hydrophobierten Kohlepapier und einer gebundenen Kohlepulverschicht aufgebaut.On the anode 7th and the cathode 8th lies a gas diffusion layer 9 (Gas Diffusion Layer, GDL). The gas diffusion layer 9 at the anode 7th distributes the fuel from channels 12th for fuel evenly on the catalyst layer 30th at the anode 7th . The gas diffusion layer 9 at the cathode 8th distributes the oxidant from channels 13th for oxidizing agents evenly on the catalyst layer 30th at the cathode 8th . The GDL 9 also draws water of reaction in the opposite direction to the direction of flow of the reaction gases, ie in one direction each from the catalyst layer 30th to the canals 12th , 13th . The GDL also holds 9 the PEM 5 moist and conducts electricity. The GDL 9 is for example made up of a hydrophobized carbon paper and a bonded layer of carbon powder.

Auf der GDL 9 liegt eine Bipolarplatte 10 auf. Die elektrisch leitfähige Bipolarplatte 10 dient als Stromkollektor, zur Wasserableitung und zur Leitung der Reaktionsgase durch eine Kanalstruktur 29 und/oder ein Flussfeld 29 und zur Ableitung der Abwärme, welche insbesondere bei der exothermischen elektrochemischen Reaktion an der Kathode 8 auftritt. Zum Ableiten der Abwärme sind in die Bipolarplatte 10 Kanäle 14 zur Durchleitung eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels eingearbeitet. Die Kanalstruktur 29 an dem Gasraum 31 für Brennstoff ist von Kanälen 12 gebildet. Die Kanalstruktur 29 an dem Gasraum 32 für Oxidationsmittel ist von Kanälen 13 gebildet. Als Material für die Bipolarplatten 10 werden beispielsweise Metall, leitfähige Kunststoffe und Kompositwerkstoffe oder Grafit eingesetzt. Die Bipolarplatte 10 umfasst somit die drei Kanalstrukturen 29, gebildet von den Kanälen 12, 13 und 14, zur getrennten Durchleitung von Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel.On the GDL 9 lies a bipolar plate 10 on. The electrically conductive bipolar plate 10 serves as a current collector, for draining water and for guiding the reaction gases through a channel structure 29 and / or a river field 29 and to dissipate the waste heat, which is especially generated during the exothermic electrochemical reaction at the cathode 8th occurs. To dissipate the waste heat are in the bipolar plate 10 channels 14th incorporated for the passage of a liquid or gaseous coolant. The channel structure 29 on the gas compartment 31 for fuel is from channels 12th educated. The channel structure 29 on the gas compartment 32 for oxidizer is by channels 13th educated. As a material for the bipolar plates 10 For example, metal, conductive plastics and composite materials or graphite are used. The bipolar plate 10 thus includes the three channel structures 29 , made up of channels 12th , 13th and 14th , for the separate passage of fuel, oxidizing agent and coolant.

In einer Brennstoffzelleneinheit 1 und/oder einem Brennstoffzellenstapel 1 und/oder einem Brennstoffzellenstack 1 sind mehrere Brennstoffzellen 2 fluchtend gestapelt angeordnet (4). In 1 ist eine Explosionsdarstellung von zwei gestapelt angeordneten Brennstoffzellen 2 abgebildet. Eine Dichtung 11 dichtet die Gasräume 31, 32 fluiddicht ab. In einem Druckgasspeicher 21 (1) ist Wasserstoff H2 als Brennstoff mit einem Druck von beispielsweise 350 bar bis 700 bar gespeichert. Aus dem Druckgasspeicher 21 wird der Brennstoff durch eine Hochdruckleitung 18 zu einem Druckminderer 20 geleitet zur Reduzierung des Druckes des Brennstoffes in einer Mitteldruckleitung 17 von ungefähr 10 bar bis 20 bar. Aus der Mitteldruckleitung 17 wird der Brennstoff zu einem Injektor 19 geleitet. An dem Injektor 19 wird der Druck des Brennstoffes auf einen Einblasdruck zwischen 1 bar und 3 bar reduziert. Von dem Injektor 19 wird der Brennstoff einer Zufuhrleitung 16 für Brennstoff (1) zugeführt und von der Zufuhrleitung 16 den Kanälen 12 für Brennstoff, welche die Kanalstruktur 29 für Brennstoff bilden. Der Brennstoff durchströmt dadurch den Gasraum 31 für den Brennstoff. Der Gasraum 31 für den Brennstoff ist von den Kanälen 12 und der GDL 9 an der Anode 7 gebildet. Nach dem Durchströmen der Kanäle 12 wird der nicht in der Redoxreaktion an der Anode 7 verbrauchte Brennstoff und gegebenenfalls Wasser aus einer kontrollieren Befeuchtung der Anode 7 durch eine Abfuhrleitung 15 aus den Brennstoffzellen 2 abgeleitet.In a fuel cell unit 1 and / or a fuel cell stack 1 and / or a fuel cell stack 1 are several fuel cells 2 stacked in alignment ( 4th ). In 1 is an exploded view of two stacked fuel cells 2 pictured. A seal 11th seals the gas spaces 31 , 32 fluid-tight. In a pressurized gas storage tank 21 ( 1 ) hydrogen H 2 is stored as fuel at a pressure of, for example, 350 bar to 700 bar. From the pressurized gas storage tank 21 is the fuel through a high pressure pipe 18th to a pressure reducer 20th directed to reduce the pressure of the fuel in a medium pressure line 17th from about 10 bar to 20 bar. From the medium pressure line 17th the fuel becomes an injector 19th directed. On the injector 19th the pressure of the fuel is reduced to an injection pressure between 1 bar and 3 bar. From the injector 19th becomes the fuel of a supply line 16 for fuel ( 1 ) supplied and from the supply line 16 the canals 12th for fuel, which is the channel structure 29 for fuel form. The fuel flows through the gas space 31 for the fuel. The gas room 31 for the fuel is from the channels 12th and the GDL 9 at the anode 7th educated. After flowing through the channels 12th will not take part in the redox reaction at the anode 7th Used fuel and possibly water from a control humidification of the anode 7th through a discharge line 15th from the fuel cells 2 derived.

Eine Gasfördereinrichtung 22, beispielsweise als ein Gebläse 23 oder ein Kompressor 24 ausgebildet, fördert Luft aus der Umgebung als Oxidationsmittel in eine Zufuhrleitung 25 für Oxidationsmittel. Aus der Zufuhrleitung 25 wird die Luft den Kanälen 13 für Oxidationsmittel, welche eine Kanalstruktur 29 an den Bipolarplatten 10 für Oxidationsmittel bilden, zugeführt, so dass das Oxidationsmittel den Gasraum 32 für das Oxidationsmittel durchströmt. Der Gasraum 32 für das Oxidationsmittel ist von den Kanälen 13 und der GDL 9 an der Kathode 8 gebildet. Nach dem Durchströmen der Kanäle 13 bzw. des Gasraumes 32 für das Oxidationsmittel 32 wird das nicht an der Kathode 8 verbrauchte Oxidationsmittel und das an der Kathode 8 aufgrund der elektrochemischen Redoxreaktion entstehenden Reaktionswasser durch eine Abfuhrleitung 26 aus den Brennstoffzellen 2 abgeleitet. Eine Zufuhrleitung 27 dient zur Zuführung von Kühlmittel in die Kanäle 14 für Kühlmittel und eine Abfuhrleitung 28 dient zur Ableitung des durch die Kanäle 14 geleiteten Kühlmittels. Die Zu- und Abfuhrleitungen 15, 16, 25, 26, 27, 28 sind in 1 aus Vereinfachungsgründen als gesonderte Leitungen dargestellt und sind konstruktiv tatsächlich am Endbereich in der Nähe der Kanäle 12, 13, 14 als fluchtende Fluidöffnungen 43 an Abdichtschichten 42 am Endbereich der aufeinander liegender Membranelektrodenanordnungen 6 (6) ausgebildet. Analog sind auch an plattenförmigen Verlängerungen 41 der Bipolarplatten 10 Fluidöffnungen 43 ausgebildet und die Fluidöffnungen 43 in den plattenförmigen Verlängerungen 41 der Bipolarplatten 10 fluchten mit den Fluidöffnungen 43 an den Abdichtschichten 42 der Membranelektrodenanordnungen 6 zur teilweisen Ausbildung der Zu- und Abfuhrleitungen 15, 16, 25, 26, 27, 28, welche mit erhärteten Dichtungen 11 (6 und 7) aus Klebstoff 61 zwischen den Verlängerungen 41 und Abdichtschichten 42 abgedichtet sind. Der Brennstoffzellenstack 1 zusammen mit dem Druckgasspeicher 21 und der Gasfördereinrichtung 22 bildet ein Brennstoffzellensystem 4.A gas conveyor 22nd , for example as a fan 23 or a compressor 24 formed, promotes air from the environment as an oxidizing agent in a supply line 25th for oxidizing agents. From the supply line 25th will air the ducts 13th for oxidizing agents, which have a channel structure 29 on the bipolar plates 10 for oxidizing agent form, supplied so that the oxidizing agent enters the gas space 32 for the oxidizing agent to flow through. The gas room 32 for the oxidizer is from the channels 13th and the GDL 9 at the cathode 8th educated. After flowing through the channels 13th or the gas space 32 for the oxidizing agent 32 it won't be at the cathode 8th spent oxidizing agent and that at the cathode 8th water of reaction resulting from the electrochemical redox reaction through a discharge line 26th from the fuel cells 2 derived. A feed line 27 is used to feed coolant into the channels 14th for coolant and a discharge line 28 serves to derive the through the canals 14th conducted coolant. The supply and discharge lines 15th , 16 , 25th , 26th , 27 , 28 are in 1 for the sake of simplicity, they are shown as separate lines and are actually constructed at the end area near the channels 12th , 13th , 14th as aligned fluid openings 43 of sealing layers 42 at the end of the superposed membrane electrode assemblies 6th ( 6th ) educated. The same applies to plate-shaped extensions 41 of the bipolar plates 10 Fluid openings 43 formed and the fluid openings 43 in the plate-shaped extensions 41 of the bipolar plates 10 align with the fluid openings 43 on the sealing layers 42 of the membrane electrode assemblies 6th for the partial formation of the supply and discharge lines 15th , 16 , 25th , 26th , 27 , 28 , which with hardened seals 11th ( 6th and 7th ) made of glue 61 between renewals 41 and sealing layers 42 are sealed. The fuel cell stack 1 together with the pressurized gas storage tank 21 and the gas conveyor 22nd forms a fuel cell system 4th .

In der Brennstoffzelleneinheit 1 sind die Brennstoffzellen 2 zwischen zwei Spannelementen 33 als Spannplatten 34 angeordnet. Eine obere Spannplatte 35 liegt auf der obersten Brennstoffzelle 2 auf und eine untere Spannplatte 36 liegt auf der untersten Brennstoffzelle 2 auf. Die Brennstoffzelleneinheit 1 umfasst ungefähr 200 bis 500 Brennstoffzellen 2, die aus zeichnerischen Gründen nicht alle in 4 dargestellt sind. Die Spannelemente 33 bringen auf die Brennstoffzellen 2 eine Druckkraft auf, d. h. die obere Spannplatte 35 liegt mit einer Druckkraft auf der obersten Brennstoffzelle 2 auf und die untere Spannplatte 36 liegt mit einer Druckkraft auf der untersten Brennstoffzelle 2 auf. Damit ist der Brennstoffzellenstapel 2 verspannt, um die Dichtheit für den Brennstoff, das Oxidationsmittel und das Kühlmittel, insbesondere aufgrund der elastischen Dichtung 11, zu gewährleisten und außerdem den elektrischen Kontaktwiderstand innerhalb des Brennstoffzellenstapels 1 möglichst klein zu halten. Zur Verspannung der Brennstoffzellen 2 mit den Spannelementen 33 sind an der Brennstoffzelleneinheit 1 vier Verbindungsvorrichtungen 39 als Bolzen 40 ausgebildet, welche auf Zug beansprucht sind. Die vier Bolzen 40 sind mit den Spanplatten 34 fest verbunden.In the fuel cell unit 1 are the fuel cells 2 between two clamping elements 33 as clamping plates 34 arranged. An upper clamping plate 35 lies on the top fuel cell 2 on and a lower clamping plate 36 lies on the bottom fuel cell 2 on. The fuel cell unit 1 includes approximately 200 to 500 fuel cells 2 which, for reasons of drawing, are not all in 4th are shown. The clamping elements 33 bring on the fuel cells 2 a compressive force on, ie the upper clamping plate 35 rests on the topmost fuel cell with a compressive force 2 on and the lower clamping plate 36 rests on the lowest fuel cell with a compressive force 2 on. So that is the fuel cell stack 2 braced to ensure the tightness for the fuel, the oxidizing agent and the coolant, in particular due to the elastic seal 11th to ensure and also the electrical contact resistance within the fuel cell stack 1 to keep it as small as possible. For bracing the fuel cells 2 with the clamping elements 33 are on the fuel cell unit 1 four Connecting devices 39 as a bolt 40 formed, which are claimed to train. The four bolts 40 are with the chipboard 34 firmly connected.

In 6 ist eine perspektivische Ansicht der Membranelektrodenanordnung 6 der Brennstoffzelleneinheit 1 dargestellt. Die schichtförmige Membranelektrodenanordnung 6 umfasst einen schichtförmigen Innenbereich 38 und die schichtförmige Abdichtschicht 42 als Gasket 422. Die Abdichtschicht 42 umschließt den im Wesentlichen rechteckförmigen Innenbereich 38 vollständig. In dem Innenbereich 38 ist zwischen der schichtförmigen Anode 7 und schichtförmigen Kathode 8 die schichtförmige Protonenaustauschermembran 5 angeordnet. Die schichtförmige Membranelektrodenanordnung 6 spannt eine fiktive Ebene 37 (3) auf. Darüber hinaus spannen auch die Bipolarplatten 10 und Gasdiffusionssichten 9 fiktive Ebenen 37 auf, die zueinander parallel ausgerichtet sind. In die Abdichtschicht 42 sind die Fluidöffnungen 43 für die Zuführ- und Abführleitungen 15, 16, 25, 26, 27, 28 als Strömungsräume 46 für die Prozessfluide Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel eingearbeitet. Die Membranelektrodenanordnung 6 weist in Längsrichtung 47 eine Länge 49 und in Querrichtung 48 eine Breite 50 auf. Die Protonenaustauschermembran 5, die Membranelektrodenanordnung 6, die Anode 7, die Kathode 8, die Gasdiffusionsschicht 9 und die Bipolarplatte 10 sind Komponenten 44 der Brennstoffzelle 2 und Brennstoffzelleneinheit 1.In 6th Figure 3 is a perspective view of the membrane electrode assembly 6th the fuel cell unit 1 shown. The layered membrane electrode assembly 6th comprises a layered inner area 38 and the sheet-like sealing layer 42 as a gasket 422 . The sealing layer 42 encloses the essentially rectangular inner area 38 Completely. In the interior 38 is between the layered anode 7th and layered cathode 8th the layered proton exchange membrane 5 arranged. The layered membrane electrode assembly 6th spans a fictional level 37 ( 3 ) on. In addition, the bipolar plates are also tensioned 10 and gas diffusion views 9 fictional levels 37 which are aligned parallel to each other. In the sealing layer 42 are the fluid openings 43 for the supply and discharge lines 15th , 16 , 25th , 26th , 27 , 28 as flow spaces 46 incorporated for the process fluids fuel, oxidizing agent and coolant. The membrane electrode assembly 6th points in the longitudinal direction 47 a length 49 and in the transverse direction 48 a width 50 on. The proton exchange membrane 5 , the membrane electrode assembly 6th who have favourited anode 7th who have favourited cathode 8th , the gas diffusion layer 9 and the bipolar plate 10 are components 44 the fuel cell 2 and fuel cell unit 1 .

In 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Polarplatte 10 als der Bipolarplatte 10 der Brennstoffzelleneinheit 1 dargestellt. Abweichend hiervon kann die Polarplatte 10 auch als Monopolarplatte (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Die schichtförmige Bipolarplatte 10 umfasst die Verlängerung 41 und in die Verlängerung 41 sind die Fluidöffnungen 43 für die Zuführ- und Abführleitungen 15, 16, 25, 26, 27, 28 als Strömungsräume 46 für die Prozessfluide Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel eingearbeitet. Die Bipolarplatte 10 weist in Längsrichtung 47 eine Länge 49 und in Querrichtung 48 eine Breite 50 auf. Zwischen den Verlängerungen 41 sind drei Kanalstrukturen 29, jeweils als Kanäle 12 für Brennstoff, Kanäle 13 für Oxidationsmittel und Kanäle 14 für Kühlmittel ausgebildet. Die Kanäle 12, 13 14 als Strömungsräume 46 sind stark vereinfacht in 7 nur als Schicht abgebildet.In 7th Fig. 3 is a perspective view of a polar plate 10 than the bipolar plate 10 the fuel cell unit 1 shown. The polar plate can deviate from this 10 also be designed as a monopolar plate (not shown). The layered bipolar plate 10 includes the extension 41 and in the extension 41 are the fluid openings 43 for the supply and discharge lines 15th , 16 , 25th , 26th , 27 , 28 as flow spaces 46 incorporated for the process fluids fuel, oxidizing agent and coolant. The bipolar plate 10 points in the longitudinal direction 47 a length 49 and in the transverse direction 48 a width 50 on. Between renewals 41 are three channel structures 29 , each as channels 12th for fuel, ducts 13th for oxidizing agents and channels 14th designed for coolant. The channels 12th , 13th 14th as flow spaces 46 are greatly simplified in 7th only shown as a layer.

In den 8 bis 11 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Auftragsvorrichtung 51 zum Aufbringen eines Klebstoffes 61 auf eine Oberfläche 45 der Komponente 44 als der Bipolarplatte 10 dargestellt. Die Auftragsvorrichtung 51 umfasst ein Gehäuse 53 und eine Trennwandung 57, welche einen Aufnahmeraum 52 begrenzen. Der Aufnahmeraum 52 ist vollständig mit dem Klebstoff 61 befüllt und wird durch eine Zuleitung 54 in den Aufnahmeraum 52 eingeleitet. Ein Kolben 60, vereinfacht dargestellt in der Zuleitung 54, dient dazu, den flüssigen und zähfließenden Klebstoff 61 unter einen Überdruck zu setzen, der beispielsweise 1 bis 3 bar größer ist als der Umgebungsdruck der Atmosphäre. Die Trennwandung 57 begrenzt den Aufnahmeraum 52 an der unteren Seite und weist eine Oberseite 58 und eine Unterseite 59 auf. Die Oberseite 58 der Trennwandung 57 begrenzt den Aufnahmeraum 52 und die Unterseite 59 ist während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 zugewandt. In die Trennwandung 57 sind eine große Anzahl an Ventilen 62 (17) eingebaut. Die Ventile 62 weisen je eine Durchleitungsöffnung 63 auf, d. h. die Durchleitungsöffnungen 63 bilden auch Durchleitungsöffnungen 63 in der Trennwandung 57, weil die Ventile 62 in die Trennwandung 57 integriert sind. Ein Schließorgan 64 als ein Schieber 65 kann von einem Aktuator 66 als eine Piezoelement 67 oder einem Elektromagneten zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegt werden. In 17 ist lediglich die Öffnungsstellung dargestellt. Eine Steuerungs- und Regeleinheit 68 als ein Computer 68 steuert das Öffnen und Schließen der Ventile 62 und die Bewegung der Auftragsvorrichtung 51 relativ zu der Bipolarplatte 10. Bei geöffneten Ventilen 62 wird der Klebstoff 61 aufgrund des Überdruckes in dem Aufnahmeraum 52 durch die Durchleitungsöffnungen 63 auf die Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 geleitet und bildet nach dem Erhärten elastische oder starre Dichtungen 11 und fungiert zusätzlich zur kraftschlüssigen Verbindung der Komponenten 44. Der Aufnahmeraum 52 unmittelbar über der Oberseite 58 der Trennwandung 57 und die Trennwandung 57 weist in Querrichtung 50 parallel zu den fiktiven Ebenen 37 eine erste Ausdehnung 55 und in Längsrichtung 48 parallel zu den fiktiven Ebenen 37 eine zweite Ausdehnung 56 auf. Die erste Ausdehnung 55 entspricht 95% der Breite 50 der Bipolarplatte 10 und die zweite Ausdehnung 56 entspricht 95% der Länge 49 der Bipolarplatte 10. In 11 ist strichliert die Projektion des Aufnahmeraumes 52 und der Trennwandung 57 auf die Bipolarplatte 10 dargestellt. Diese Projektion während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 deckt die Bipolarplatte 10 und damit auch die Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 überwiegend ab, d. h. insbesondere an denjenigen Bereichen auf die der Klebstoff 61 aufgebracht wird, so dass während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 und des Anordnens der Auftragsvorrichtung 51 über der Bipolarplatte 10 (8) keine Relativbewegung zwischen der Bipolarplatte 10 und der Auftragsvorrichtung 51 ausgeführt wird. Die Geometrie der Durchleitungsöffnungen 63 entspricht im Wesentlichen der Geometrie des Klebstoffes 61 auf der Oberfläche der Bipolarplatte 10, d.h. die Durchleitungsöffnungen 63 sind im Wesentlichen streifen- oder linienförmig ausgebildet zur Auftragung im Wesentlichen einer streifen- oder linienförmigen Klebstoffgeometrie und/oder sind im Wesentlichen punktförmig ausgebildet zur Auftragung einer im Wesentlichen punktförmigen Klebstoffgeometrie auf die Bipolarplatte 10.In the 8th until 11th is a first embodiment of an application device 51 for applying an adhesive 61 on a surface 45 the component 44 than the bipolar plate 10 shown. The application device 51 includes a housing 53 and a partition 57 , which is a recording room 52 limit. The recording room 52 is complete with the adhesive 61 filled and is through a supply line 54 in the recording room 52 initiated. A piston 60 , shown in simplified form in the supply line 54 , serves to make the liquid and viscous adhesive 61 to put under an overpressure which is, for example, 1 to 3 bar greater than the ambient pressure of the atmosphere. The partition 57 limits the recording space 52 on the lower side and has an upper side 58 and a bottom 59 on. The top 58 the partition 57 limits the recording space 52 and the bottom 59 is during the application of the adhesive 61 on the surface 45 the bipolar plate 10 facing. In the partition 57 are a large number of valves 62 ( 17th ) built-in. The valves 62 each have a passage opening 63 on, ie the passage openings 63 also form passage openings 63 in the partition 57 because the valves 62 in the partition 57 are integrated. A locking mechanism 64 than a slider 65 can from an actuator 66 as a piezo element 67 or an electromagnet can be moved between a closed position and an open position. In 17th only the open position is shown. A control and regulation unit 68 than a computer 68 controls the opening and closing of the valves 62 and the movement of the applicator 51 relative to the bipolar plate 10 . With the valves open 62 becomes the glue 61 due to the overpressure in the receiving space 52 through the passage openings 63 on the surface 45 the bipolar plate 10 and after hardening forms elastic or rigid seals 11th and also acts as a force-fit connection between the components 44 . The recording room 52 immediately above the top 58 the partition 57 and the partition 57 points in the transverse direction 50 parallel to the fictional levels 37 a first expansion 55 and lengthways 48 parallel to the fictional levels 37 a second expansion 56 on. The first expansion 55 corresponds to 95% of the width 50 the bipolar plate 10 and the second expansion 56 corresponds to 95% of the length 49 the bipolar plate 10 . In 11th the projection of the recording room is dashed 52 and the partition 57 on the bipolar plate 10 shown. This projection during the application of the adhesive 61 on the bipolar plate 10 covers the bipolar plate 10 and with it the surface 45 the bipolar plate 10 predominantly from, ie in particular in those areas on which the adhesive is applied 61 is applied so that during the application of the adhesive 61 on the bipolar plate 10 and placing the applicator 51 above the bipolar plate 10 ( 8th ) no relative movement between the bipolar plate 10 and the application device 51 is performed. The geometry of the passage openings 63 essentially corresponds to the geometry of the adhesive 61 on the surface of the bipolar plate 10 , ie the passage openings 63 are designed essentially in strips or lines for the application of essentially a strip or line-shaped adhesive geometry and / or are essentially designed in punctiform fashion Application of an essentially point-shaped adhesive geometry to the bipolar plate 10 .

In den 12 bis 16 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Auftragsvorrichtung 51 zum Aufbringen eines Klebstoffes 61 auf einer Oberfläche 45 der Komponente 44 als der Bipolarplatte 10 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 8 bis 11 beschrieben. Die zweite Ausdehnung 56 des Aufnahmeraumes 52 und der Trennwandung 57 entspricht lediglich 5% der Länge 49 der Bipolarplatte 10, so dass während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 und des Anordnens der Auftragsvorrichtung 51 über der Bipolarplatte 10 (12 und 16) eine Relativbewegung als eine translatorische Relativbewegung zwischen der Bipolarplatte 10 und der Auftragsvorrichtung 51 in der Längsrichtung 47 ausgeführt wird, damit während dieser Relativbewegung der im Wesentlichen gesamte Bereich der Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 überstrichen wird. Während der Relativbewegung werden die Ventile 62 geöffnet und geschlossen damit auf den vorgesehenen Bereichen der Oberfläche 45 der Klebstoff 61 aufgebracht wird. Aufgrund der Relativbewegung entsteht bei einer im Wesentlichen punktförmigen Durchleitungsöffnung 63 eine im Wesentlichen streifen- oder linienförmige Geometrie des Klebstoffes 61 auf der Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10. Je größer die Ausdehnungen der Durchleitungsöffnungen 63 in der Querrichtung 48 ist, desto größer ist die Ausdehnung der streifen- oder linienförmigen Klebstoffgeometrie in der Querrichtung 48 und je länger das Ventil 62 geöffnet bleibt, desto größer ist die Ausdehnung der streifen- oder linienförmigen Geometrie des Klebstoffes 61 in der Längsrichtung 47.In the 12th until 16 is a second embodiment of the application device 51 for applying an adhesive 61 on a surface 45 the component 44 than the bipolar plate 10 shown. In the following, essentially only the differences from the first exemplary embodiment according to FIG 8th until 11th described. The second expansion 56 of the recording room 52 and the partition 57 corresponds to only 5% of the length 49 the bipolar plate 10 so that while applying the adhesive 61 on the bipolar plate 10 and placing the applicator 51 above the bipolar plate 10 ( 12th and 16 ) a relative movement as a translational relative movement between the bipolar plate 10 and the application device 51 in the longitudinal direction 47 is carried out so that during this relative movement the substantially entire area of the surface 45 the bipolar plate 10 is painted over. During the relative movement, the valves 62 opened and closed with it on the designated areas of the surface 45 the adhesive 61 is applied. Due to the relative movement, there is an essentially punctiform passage opening 63 an essentially strip-shaped or line-shaped geometry of the adhesive 61 on the surface 45 the bipolar plate 10 . The larger the dimensions of the passage openings 63 in the transverse direction 48 is, the greater the extent of the strip or line-shaped adhesive geometry in the transverse direction 48 and the longer the valve 62 remains open, the greater the expansion of the strip or line-shaped geometry of the adhesive 61 in the longitudinal direction 47 .

In einem ersten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit 1 ausgeführt mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Auftragsvorrichtung 51 werden in einem Schritt die Komponenten 44 der Brennstoffzellen 2 zur Verfügung gestellt, nämlich Membranelektrodenanordnungen 5, Gasdiffusionsschichten 9 und Bipolarplatten 10, je mit einer Breite 50 und einer Länge 49. Für das Aufbringen des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 wird die Bipolarplatte 10 unter der Auftragsvorrichtung 51 angeordnet und anschließend die Auftragsvorrichtung 51 von einer elektromotorisch betriebenen Mechanik, beispielsweise auch einem Roboter (nicht dargestellt), nach unten bewegt, so dass die Auftragsvorrichtung 51 einen geringen Abstand zu der Bipolarplatte 10 aufweist oder die Auftragsvorrichtung 51 mit dem Gehäuse 53 auf dem außenseitigen Randbereich der Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 aufliegt. Der Klebstoff 61 in dem Aufnahmeraum 52 weist einen Überdruck von 2 bar auf, so dass das temporäre Öffnen der Ventile 62 bewirkt, dass der Klebstoff 61 aus dem Aufnahmeraum 52 durch die Durchleitungsöffnungen 63 auf die Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 geleitet wird. Das Öffnen und Schließen der Ventile 62, das Bewegen der Auftragsvorrichtung 61 und das Bewegen der Komponenten 44 unter die Auftragsvorrichtung 61 wird von der Steuerungs- und/oder Regeleinheit 68 gesteuert und/oder geregelt. Dies bewirkt somit ein lokales Aufbringen des fließfähigen erhärtbaren Klebstoffes 61 auf die Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 der Brennstoffzelle 2. Anschließend wird die Auftragsvorrichtung 51 angehoben und eine andere Bipolarplatte 10, beispielsweise mit einem nicht dargestellten Förderband, unter die Auftragsvorrichtung 51 bewegt und der Vorgang wird wiederholt. Als Beschichtungskomponente 44 wird diejenige Komponente 44 betrachtet, auf die der Klebstoff 61 aufgebracht wird. Innerhalb einer sehr kurzen Zeit von deutlich weniger als einer Sekunde kann damit auf je eine Bipolarplatte 10 der Klebstoff 61 lokal an den vorgesehenen Bereichen aufgebracht werden. Damit können die Strömungsräume 46, nämlich die Zuführ- und Abführleitungen 15, 16, 25, 26, 27, 28 und die Kanäle 12, 13, 14, welche innerhalb des Stapels der Brennstoffzelleneinheit 1 ausgebildet sind, fluiddicht abgedichtet werden und die Komponenten 44 stoffschlüssig miteinander verbunden werden nach dem Erhärten des Klebstoffes 61. Der Aufnahmeraum 52 und die Trennwandung 57 mit den integrierten Ventilen 62 weisen die erste Ausdehnung 55 und die zweite Ausdehnung 56 auf. Die erste Ausdehnung 55 ist geringfügig kleiner als die Länge 49 der Bipolarplatte 10 und die zweite Ausdehnung 56 ist geringfügig kleiner als die Breite 50 der Bipolarplatte 10, so dass bei der in 11 dargestellten Projektion (strichliert) des Aufnahmeraums 52 und der Trennwandung 57 auf die Bipolarplatte 10 während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 die Unterseite 59 der Trennwandung 57 den gesamten Bereich der Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 überdecket auf den der Klebstoff 61 lokal aufgebracht wird. Damit ist während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 keine Relativbewegung zwischen der Auftragsvorrichtung 51 und der Bipolarplatte 10 vorhanden und notwendig. Nach dem Aufbringen des Klebstoffes 61 wird ein Stapeln der Komponenten 44 zu der Brennstoffzelleneinheit 1 und das Erhärten des Klebstoffes 60 ausgeführt.In a first exemplary embodiment of a method for producing the fuel cell unit 1 executed with the first embodiment of the application device 51 the components become in one step 44 the fuel cells 2 provided, namely membrane electrode assemblies 5 , Gas diffusion layers 9 and bipolar plates 10 , each with a width 50 and a length 49 . For applying the adhesive 61 on the bipolar plate 10 becomes the bipolar plate 10 under the applicator 51 arranged and then the application device 51 by an electric motor-operated mechanism, for example also a robot (not shown), moved downwards, so that the application device 51 a small distance to the bipolar plate 10 or the application device 51 with the case 53 on the outside edge area of the surface 45 the bipolar plate 10 rests. The adhesive 61 in the recording room 52 has an overpressure of 2 bar, so that the temporary opening of the valves 62 causes the glue 61 from the recording room 52 through the passage openings 63 on the surface 45 the bipolar plate 10 is directed. The opening and closing of the valves 62 , moving the applicator 61 and moving the components 44 under the application device 61 is from the control and / or regulating unit 68 controlled and / or regulated. This thus brings about a local application of the flowable hardenable adhesive 61 on the surface 45 the bipolar plate 10 the fuel cell 2 . Then the application device 51 raised and another bipolar plate 10 , for example with a conveyor belt, not shown, under the application device 51 moves and the process is repeated. As a coating component 44 becomes that component 44 considered on which the glue 61 is applied. Within a very short time of significantly less than a second, one bipolar plate can be applied to each 10 the adhesive 61 be applied locally to the designated areas. This allows the flow spaces 46 , namely the supply and discharge lines 15th , 16 , 25th , 26th , 27 , 28 and the channels 12th , 13th , 14th which are inside the stack of the fuel cell unit 1 are formed, are sealed fluid-tight and the components 44 be firmly connected to one another after the adhesive has hardened 61 . The recording room 52 and the partition 57 with the integrated valves 62 indicate the first extent 55 and the second expansion 56 on. The first expansion 55 is slightly smaller than the length 49 the bipolar plate 10 and the second expansion 56 is slightly smaller than the width 50 the bipolar plate 10 so that the in 11th shown projection (dashed) of the recording room 52 and the partition 57 on the bipolar plate 10 during the application of the adhesive 61 on the bipolar plate 10 the bottom 59 the partition 57 the entire area of the surface 45 the bipolar plate 10 overlays on which the adhesive 61 is applied locally. This is during the application of the adhesive 61 on the bipolar plate 10 no relative movement between the application device 51 and the bipolar plate 10 available and necessary. After applying the adhesive 61 becomes a stacking of the components 44 to the fuel cell unit 1 and hardening of the adhesive 60 executed.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit 1 ausgeführt mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der Auftragsvorrichtung 51 werden im Wesentlichen die gleichen Schritte ausgeführt wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Nachfolgenden werden deshalb im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die erste Ausdehnung 55 des Aufnahmeraumes 52 und der Trennwandung 57 in der Querrichtung 48 ist identisch wie in dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich geringfügig kleiner als die Breite 50 der Bipolarplatte 10, jedoch ist die zweite Ausdehnung 56 des Aufnahmeraumes 52 und der Trennwandung 57 wesentlich kleiner als die Länge 49 der Bipolarplatte 10 und beträgt ungefähr 5 % der Länge 49 der Bipolarplatte 10. Damit überdeckt bei der in 16 dargestellten Projektion (strichliert) des Aufnahmeraums 52 und der Trennwandung 57 auf die Bipolarplatte 10 während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 die Unterseite 59 der Trennwandung 57 nur einen Teil des Bereiches der Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 auf den der Klebstoff 61 lokal aufgebracht wird. Damit wird während des Aufbringens des Klebstoffes 61 auf die Bipolarplatte 10 eine Relativbewegung in Längsrichtung 47 zwischen der Auftragsvorrichtung 51 und der Bipolarplatte 10 ausgeführt. Diese Relativbewegung erfordert wegen der geringen Wegstrecke der Länge 49 und der großen Geschwindigkeit der Relativbewegung eine nur sehr kurze Zeit. Während der geöffneten Ventile 62 führen somit die geöffneten Ventile 62 zusammen mit der Trennwandung 57 und der Auftragsvorrichtung 51 eine translatorische Relativbewegung zu der Bipolarplatte 10 aus, so dass die Geometrie die Klebstoffes 61 auf der Oberfläche 45 der Bipolarplatte 10 auch von der translatorischen Relativbewegung bestimmt wird. Die translatorische Relativbewegung kann durch eine Bewegung der Auftragsvorrichtung 51 und/oder eine Bewegung der Bipolarplatte 10 während des Aufbringens des Klebstoffes 61 ausgeführt werden, beispielsweise indem die Bipolarplatten 10 auf einem nicht dargestellten Förderband angeordnet sind und während des Aufbringens des Klebstoffes 61 die Bipolarplatte 10 bewegt wird.In a second exemplary embodiment of the method for producing a fuel cell unit 1 executed with the second embodiment of the application device 51 essentially the same steps are carried out as in the first embodiment. In the following, therefore, essentially only the differences from the first exemplary embodiment are described. The first expansion 55 of the recording room 52 and the partition 57 in the transverse direction 48 is identical to the first embodiment, only slightly smaller than the width 50 the bipolar plate 10 , however, is the second extension 56 of the recording room 52 and the partition 57 much smaller than the length 49 the bipolar plate 10 and is about 5% of the length 49 the bipolar plate 10 . This covers the in 16 shown projection (dashed) of the recording space 52 and the partition 57 on the bipolar plate 10 during the application of the adhesive 61 on the bipolar plate 10 the bottom 59 the partition 57 only part of the area of the surface 45 the bipolar plate 10 on which the glue 61 is applied locally. This is used during the application of the adhesive 61 on the bipolar plate 10 a relative movement in the longitudinal direction 47 between the application device 51 and the bipolar plate 10 executed. This relative movement requires length because of the short distance 49 and the high speed of the relative movement for only a very short time. While the valves are open 62 thus lead the open valves 62 together with the partition 57 and the application device 51 a translational movement relative to the bipolar plate 10 out so that the geometry matches the glue 61 on the surface 45 the bipolar plate 10 is also determined by the translational relative movement. The translational relative movement can be achieved by moving the application device 51 and / or movement of the bipolar plate 10 during the application of the adhesive 61 be performed, for example, by the bipolar plates 10 are arranged on a conveyor belt, not shown, and during the application of the adhesive 61 the bipolar plate 10 is moved.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Brennstoffzelleneinheit 1 als Brennstoffzellenstapel 1 zur elektrochemischen Erzeugung von elektrischer Energie mittels den Prozessfluiden Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel wesentliche Vorteile verbunden. Der Klebstoff 61 kann mit dem Verfahren auf die Komponenten 44, beispielsweise Polarplatten 10, insbesondere Monopolarplatten 10 und Bipolarplatten 10, Membranelektrodenanordnungen 6, Gasdiffusionsschichten 9, Anoden 7 und Kathoden 8, sicher und zuverlässig in sehr kurzer Zeit aufgebracht werden, weil entweder keine Relativbewegung zwischen der Auftragsvorrichtung 51 und der Komponente 44 notwendig ist oder die Relativbewegung zwischen der Auftragsvorrichtung 51 und der Komponente 44 nur einer sehr kurze Zeit benötigt und außerdem der zähfließende Klebstoff 61 im Wesentlichen aufgrund des Überdruckes in dem Aufnahmeraum 52 mit hoher Geschwindigkeit durch die Durchleitungsöffnungen 63 gefördert wird, so dass bereits ein sehr kurzzeitiges Öffnen der Ventile 62 ausreichend ist, um die notwendige Menge des Klebstoffes 61 lokal auf die Oberfläche 45 der Komponenten 44 aufzubringen. Die notwendige Zeit zur Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit 1 und damit der Kosten kann damit wesentlich reduziert werden.Viewed overall, the method according to the invention for producing the fuel cell unit 1 as a fuel cell stack 1 for the electrochemical generation of electrical energy by means of the process fluids fuel, oxidizing agent and coolant. The adhesive 61 can use the procedure on the components 44 , for example polar plates 10 , especially monopolar plates 10 and bipolar plates 10 , Membrane electrode assemblies 6th , Gas diffusion layers 9 , Anodes 7th and cathodes 8th can be applied safely and reliably in a very short time, either because there is no relative movement between the application device 51 and the component 44 is necessary or the relative movement between the application device 51 and the component 44 only takes a very short time and also the viscous adhesive 61 essentially due to the overpressure in the receiving space 52 at high speed through the passage openings 63 is promoted, so that even a very brief opening of the valves 62 is sufficient to get the necessary amount of glue 61 locally on the surface 45 of the components 44 to raise. The time required to manufacture a fuel cell unit 1 and thus the costs can be reduced significantly.

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelleneinheit (1) als Brennstoffzellenstapel (1) mit gestapelten Brennstoffzellen (2) zur elektrochemischen Erzeugung von elektrischer Energie mittels den Prozessfluiden Brennstoff, Oxidationsmittel und Kühlmittel mit den Schritten: - Zur Verfügung stellen von schichtförmigen Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2), insbesondere Membranelektrodenanordnungen (6), Gasdiffusionsschichten (9) und Polarplatten (10), je mit einer Breite (50) und einer Länge (49), und die Komponenten fiktive Ebenen (37) aufspannen, - lokales Aufbringen eines fließfähigen erhärtbaren Klebstoffes (61) auf die Oberflächen (45) der Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2) zur fluiddichten Abdichtung und/oder zur stoffschlüssigen Verbindung der Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2) und während des lokalen Aufbringens des Klebstoffes (61) eine Auftragsvorrichtung (51) mit einem mit dem Klebstoff (61) befüllten Aufnahmeraum (52) über der Oberfläche (45) je einer Komponente (44) angeordnet wird und aus dem Aufnahmeraum (52) durch ein geöffnetes Ventil, welches öffen- und schließbar ist, der Klebstoff (61) auf die Oberfläche (45) der je einen Komponente (44) als Beschichtungskomponente (44) geleitet wird, - Stapeln der Komponenten (44) der Brennstoffzellen (2), so dass Brennstoffzellen (2) und eine Brennstoffzelleneinheit (1) sowie von dem aufgebrachten Klebstoff (61) fluiddicht abgedichtete Strömungsräume (46) für Prozessfluide der Brennstoffzelleneinheit (1) ausgebildet werden, - Erhärten des Klebstoffes (61), dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) der Aufnahmeraum (52) der Auftragsvorrichtung (51) eine erste und/oder zweite Ausdehnung (55, 56) parallel zu der fiktiven Ebene (37) der je einen Beschichtungskomponente (44) aufweist, die größer ist als 50 % der Breite (50) und/oder Länge (49) der je einen Beschichtungskomponente (44).Method for producing a fuel cell unit (1) as a fuel cell stack (1) with stacked fuel cells (2) for the electrochemical generation of electrical energy by means of the process fluids fuel, oxidizing agent and coolant with the following steps: - Providing layered components (44) of the fuel cells ( 2), in particular membrane electrode assemblies (6), gas diffusion layers (9) and polar plates (10), each with a width (50) and a length (49), and the components span fictitious planes (37), - local application of a flowable hardenable adhesive (61) on the surfaces (45) of the components (44) of the fuel cells (2) for fluid-tight sealing and / or for the material connection of the components (44) of the fuel cells (2) and an application device during the local application of the adhesive (61) (51) with a receiving space (52) filled with the adhesive (61) above the surface (45) of each component Component (44) is arranged and from the receiving space (52) through an open valve, which can be opened and closed, the adhesive (61) is directed onto the surface (45) of each component (44) as a coating component (44) - Stacking the components (44) of the fuel cells (2) so that fuel cells (2) and a fuel cell unit (1) as well as fluid-tightly sealed flow spaces (46) for process fluids of the fuel cell unit (1) by the applied adhesive (61) are formed, - Hardening of the adhesive (61), characterized in that during the application of the adhesive (61) the receiving space (52) of the application device (51) has a first and / or second extension (55, 56) parallel to the fictitious plane (37) each having a coating component (44) which is greater than 50% of the width (50) and / or length (49) of the respective coating component (44). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausdehnung (55) und die zweite Ausdehnung (56) senkrecht zueinander ausgerichtet sind.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the first extension (55) and the second extension (56) are oriented perpendicular to one another. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) eine Trennwandung (57) der Auftragsvorrichtung (51) zwischen dem Aufnahmeraum (52) und der Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) angeordnet ist und die Trennwandung (57) eine dem Aufnahmeraum (52) zugeordnet Oberseite (58) und eine der Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) zugewandte Unterseite (59) aufweist und in die Trennwandung (57) öffen- und schließbare Ventile (62) integriert sind und während eines geöffneten wenigstens eines Ventils (62) der Klebstoff (61) von dem Aufnahmeraum (52) durch das geöffnete wenigstens eine Ventil (62) lokal auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) geleitet wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that during the application of the adhesive (61) to the Surface (45) of each coating component (44) a partition (57) of the application device (51) between the receiving space (52) and the surface (45) of each coating component (44) is arranged and the partition (57) is one of the Receiving space (52) assigned top side (58) and one of the surface (45) each facing a coating component (44) has an underside (59) and in the partition (57) openable and closable valves (62) are integrated and during an open at least one valve (62) the adhesive (61) is passed from the receiving space (52) through the opened at least one valve (62) locally onto the surface (45) of each coating component (44). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) der Klebstoff (61) in dem Aufnahmeraum (52), insbesondere der gesamte Klebstoff (61) in dem Aufnahmeraum (52), unter einem Überdruck in dem Aufnahmeraum (52) größer als der Umgebungsdruck angeordnet ist, so dass, insbesondere ausschließlich, abgesehen von der Schwerkraft, aufgrund des Überdruckes im Vergleich zu dem Umgebungsdruck der Klebstoff (61) durch das geöffnete wenigstens eine Ventil (62) auf die Oberfläche (45) der je einen Komponente (44) als Beschichtungskomponente (44) geleitet wird.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that while the adhesive (61) is being applied to the surface (45) of each of the coating components (44), the adhesive (61) in the receiving space (52), in particular all of the adhesive (61) in the receiving space (52 ), is arranged under an overpressure in the receiving space (52) greater than the ambient pressure, so that, in particular exclusively, apart from the force of gravity, due to the overpressure compared to the ambient pressure, the adhesive (61) through the open at least one valve (62 ) is passed onto the surface (45) of each component (44) as a coating component (44). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) der Klebstoff (61) an der im Wesentlichen gesamten Oberseite (58) der Trennwandung (57) mit einem, vorzugsweise im Wesentlich konstantem, Überdruck größer als der Umgebungsdruck aufliegt.Procedure according to Claim 4 , characterized in that during the application of the adhesive (61) to the surface (45) of the respective coating component (44), the adhesive (61) on the substantially entire top (58) of the partition (57) with a, preferably in Substantially constant, overpressure greater than the ambient pressure. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck des Klebstoffes (61) in dem Aufnahmeraum (52) mit einem Kolben oder Druckluft erzeugt wird.Procedure according to Claim 4 or 5 , characterized in that the excess pressure of the adhesive (61) in the receiving space (52) is generated with a piston or compressed air. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) nur diejenigen Ventile (62) geöffnet sind, welche über den Bereichen der Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) angeordnet sind auf denen der Klebstoff (61) aufgebracht wird und die anderen Ventile (62) geschlossen sind.Method according to one or more of the preceding Claims 3 until 6th , characterized in that while the adhesive (61) is being applied to the surface (45) of each coating component (44), only those valves (62) are open which are located above the areas of the surface (45) of each coating component (44 ) are arranged on which the adhesive (61) is applied and the other valves (62) are closed. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (62) im geöffneten Zustand Durchleitungsöffnungen (63) mit identischen und/oder unterschiedlichen Querschnittsflächen zum Durchleiten des Klebstoffes (61) von dem Aufnahmeraum (52) auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) aufweisen.Method according to one or more of the Claims 3 until 7th , characterized in that the valves (62) in the open state pass-through openings (63) with identical and / or different cross-sectional areas for passing the adhesive (61) from the receiving space (52) onto the surface (45) of each coating component (44) exhibit. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (62) je ein Schließorgan (64), insbesondere einen Schieber (65), zum Öffnen und Schließen der Durchleitungsöffnung (63) je eines Ventils (62) aufweisen und das Schließorgan (64) je eines Ventils (62) mit je einem Aktuator (66) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegt wird.Method according to one or more of the Claims 3 until 8th , characterized in that the valves (62) each have a closing element (64), in particular a slide (65), for opening and closing the passage opening (63) each of a valve (62) and the closing element (64) each have a valve ( 62) is moved with one actuator (66) between a closed position and an open position. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) der Aufnahmeraum (52) der Auftragsvorrichtung (51) die erste und/oder zweite Ausdehnung (55, 56) parallel zu der fiktiven Ebene (37) der je einen Beschichtungskomponente (44) aufweist, die größer ist als 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der Breite (50) und/oder Länge (49) der je einen Beschichtungskomponente (44).Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that during the application of the adhesive (61) the receiving space (52) of the application device (51) has the first and / or second extension (55, 56) parallel to the fictitious plane (37 ) each having a coating component (44) that is greater than 60%, 70%, 80% or 90% of the width (50) and / or length (49) of each coating component (44). Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) der Aufnahmeraum (52) der Auftragsvorrichtung (51) die erste Ausdehnung (55) und zweite Ausdehnung (56) parallel zu der fiktiven Ebene (37) der je einen Beschichtungskomponente (44) aufweist, die größer ist als 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der Breite (50) und/oder Länge (49) der je einen Beschichtungskomponente (44).Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that during the application of the adhesive (61) the receiving space (52) of the application device (51) has the first extension (55) and second extension (56) parallel to the fictitious plane (37 ) each having a coating component (44) that is greater than 50%, 60%, 70%, 80% or 90% of the width (50) and / or length (49) of each coating component (44). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) eine Projektion senkrecht zu der fiktiven Ebene (37) der Unterseite (59) der Trennwandung (57) auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) den gesamten Bereich der Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) abdeckt auf der Klebstoff (61) aufgebracht wird.Procedure according to Claim 11 , characterized in that during the application of the adhesive (61) a projection perpendicular to the fictitious plane (37) of the underside (59) of the partition wall (57) on the surface (45) of the respective coating component (44) covers the entire area of the Surface (45) each of which covers a coating component (44) to which adhesive (61) is applied. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61), insbesondere des gesamten Klebstoffes (61), auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) zwischen der Auftragsvorrichtung (51) und der je einen Beschichtungskomponente (44) keine Relativbewegung parallel zu der fiktiven Ebene (37) ausgeführt wird.Procedure according to Claim 11 or 12th , characterized in that during the application of the adhesive (61), in particular the entire adhesive (61), on the surface (45) of each one coating component (44) between the application device (51) and each one coating component (44) no Relative movement is carried out parallel to the fictitious plane (37). Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61), insbesondere des gesamten Klebstoffes (61), auf die Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) zwischen der Auftragsvorrichtung (51) und der je einen Beschichtungskomponente (44) eine Relativbewegung, insbesondere translatorische Relativbewegung, parallel zu der fiktiven Ebene (37) ausgeführt wird, so dass aufgrund der Relativbewegung und des simultan geöffneten wenigstens einen Ventils (62) der Klebstoff (61) aus dem geöffneten wenigstens einen Ventil (62) auf unterschiedlichen Bereichen der Oberfläche (45) der je einen Beschichtungskomponente (44) aufgebracht wird.Method according to one or more of the Claims 1 until 10 , characterized in that during the application of the adhesive (61), in particular the entire adhesive (61), to the surface (45) of the one coating component (44) between the application device (51) and the one coating component (44) Relative movement, in particular translational relative movement, is carried out parallel to the fictitious plane (37), so that due to the relative movement and the simultaneously opened at least one Valve (62), the adhesive (61) from the open at least one valve (62) is applied to different areas of the surface (45) of each of the coating components (44). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Klebstoffes (61) der Aufnahmeraum (52) der Auftragsvorrichtung (51) die erste und/oder zweite Ausdehnung (55, 56) parallel zu der fiktiven Ebene (37) der je einen Beschichtungskomponente (44) aufweist, die kleiner ist als 10 %, 30 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der Länge (49) und/oder Breite (50) der je einen Beschichtungskomponente (44).Procedure according to Claim 14 , characterized in that during the application of the adhesive (61) the receiving space (52) of the application device (51) has the first and / or second extension (55, 56) parallel to the fictitious plane (37) of each of the coating components (44) which is smaller than 10%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90% of the length (49) and / or width (50) of each of the coating components (44).
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