DE112007000899B4

DE112007000899B4 - Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte für eine Brennstoffzelle und Vorrichtung zum Entfernen derselben

Info

Publication number: DE112007000899B4
Application number: DE112007000899T
Authority: DE
Inventors: Shiro Akiyama; Shigemitsu Nomoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2027-03-21
Also published as: CA2648961A1; CN103123972B; US8202637B2; CN103123972A; CA2648961C; DE112007003784A5; CN101421871B; US20120214087A1; CA2745965A1; CN101421871A; US20090047548A1; JP5130644B2; DE112007000899B8; WO2007119445A1; DE112007003784B4; CA2745965C; DE112007000899T5; JP2007280879A; US8652664B2

Abstract

Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte (36) für eine Brennstoffzelle einzeln nacheinander aus einem Dichtplattenstapel (61), wobei die Dichtplatte an einer Gasein-/-auslassleitung eines Brennstoffzellenseparators installiert wird, um eine Gasleitungsnut zu bedecken, die an der Gasein-/-auslassleitung ausgebildet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bilden einer Luftschicht (63) zwischen benachbarten Dichtplatten; und
Entfernen jeweils einer Dichtplatte einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel, während die Luftschicht zwischen den benachbarten Dichtplatten gebildet wird,
wobei das Verfahren ferner einen Schritt zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten zwischen dem Schritt des Entfernens der Dichtplatte und einen Schritt des Installierens der entfernten Dichtplatte an der Brennstoffzelle aufweist,
und wobei der Schritt zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten umfasst:
• Legen der bei dem Schritt des Entfernens der Dichtplatte entfernten Dichtplatte auf eine Saugplatte,
• dann Ansaugen der entfernten Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Seiten derselben durch die Saugplatte und ein Saugkissen,...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellen-Dichtplatten-Entfernungsverfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte einzeln nacheinander aus einem Stapel von Brennstoffzellen-Dichtplatten (das ferner ein Verfahren zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten umfasst, um die Beförderung der beiden entfernten Dichtplatten bis zu einem Brennstoffzellen-Montageschritt zu stoppen, wenn sich ein Entfernen von zwei Dichtplatten ereignet) und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte (die ferner eine Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten beinhalten kann, um bei Entfernen von zwei Dichtplatten eine Beförderung der beiden entfernten Dichtplatten zu einem Brennstoffzellen-Montageschritt zu stoppen).
Hintergrund
Eine Brennstoffzelle ist aus einer MEA (Membranelektrodenanordnung) und Separatoren, zwischen denen die MEA sandwichartig angeordnet ist, konstruiert. Eine Gasdiffusionsschicht ist zwischen der MEA und dem Separator angeordnet. In dem Separator ist an einem Leistungserzeugungsbereich eine Brenngasleitung oder eine Oxidationsgasleitung an einer Oberfläche des Separators ausgebildet, die der MEA gegenüberliegt, und eine Kühlmittelleitung ist an einer Oberfläche gegenüber der zur MEA gerichteten Oberfläche ausgebildet. Ferner sind in dem Separator an einem Nichtleistungserzeugungsbereich, der an einem äußeren Bereich des Separators angeordnet ist, ein Brenngasverteiler, ein Oxidationsgasverteiler und ein Kühlmittelverteiler ausgebildet. Die Brenngasleitung steht über eine Brenngas-Ein-/-Auslassleitung in Verbindung mit dem Brenngasverteiler, und die Oxidationsgasleitung steht über eine Oxidationsgas-Ein-/-Auslassleitung mit dem Oxidationsgasverteiler in Verbindung. Die Gasein-/-auslassleitung beinhaltet eine Gasleitungsnut, die an einer unteren Oberfläche der Gasein-/-auslassleitung ausgebildet ist, und eine Dichtplatte, die an der Gasein-/-auslassleitung angeordnet ist und die Gasleitungsnut bedeckt.
Wie in der japanischen Anmeldung JP 2001-110436 A offenbart, ist die Dichtplatte aus einer stufenförmigen Platte konstruiert, um eine Beeinträchtigung der Diffusionsschicht zu verhindern.
Weitere gattungsgemäße Verfahren und Vorrichtungen zum Aufheben und transportieren von Platten sind Gegenstand der deutschen Anmeldungen DE 935 374B , DE 19 02 904 A und der japanischen Anmeldung JP 2 143 808 A .
Kurzfassung
Aufgabenstellung
In einem Fall, in dem eine Brennstoffzelle oder ein Brennstoffzellenmodul automatisch zusammengebaut wird, kann es notwendig sein, eine Dichtplatte einzeln nacheinander aus einem Stapel von bereitgestellten Dichtplatten zu entfernen und die entfernte Dichtplatte einer Gasein-/-auslassleitung der Brennstoffzelle zuzuführen.
Da die Dichtplatte aus einer flachen Platte konstruiert ist, besteht die Wahrscheinlichkeit dass, wenn die Dichtplatten gestapelt sind, die Dichtplatten aneinanderhaften, weil die Dichtplatten aufgrund eines geringen Drucks und/oder aufgrund einer statischen Elektrizität am Kontaktbereich eng miteinander Kontakt aufnehmen. Dabei kann es sich als schwierig erweisen, die Dichtplatten einzeln nacheinander voneinander zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, um eine Brennstoffzellen-Dichtplatte einzeln nacheinander aus einem Stapel von Brennstoffzellen-Dichtplatten zu entfernen, und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, die in dem Verfahren direkt verwendet wird, zu schaffen.
Möglichkeit zum Lösen der Probleme
Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Lösen der vorstehenden Probleme und zum Ausführen der vorstehenden Aufgabe in Übereinstimmung mit den Ansprüchen sind wie folgt:

(1) Ein Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte für eine Brennstoffzelle einzeln nacheinander aus einem Dichtplattenstapel, wobei die Dichtplatte an einer Gasein-/-auslassleitung eines Brennstoffzellenseparators installiert wird, um eine Gasleitungsnut zu bedecken, die an der Gasein-/-auslassleitung ausgebildet ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bilden einer Luftschicht zwischen benachbarten Dichtplatten; und Entfernen jeweils einer Dichtplatte einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel, während zwischen den benachbarten Dichtplatten die Luftschicht gebildet wird.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten zwischen dem Schritt des Entfernens der Dichtplatte und einen Schritt des Installierens der entfernten Dichtplatte an der Brennstoffzelle, wobei der Schritt zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten umfasst:

• Legen der bei dem Schritt des Entfernens der Dichtplatte entfernten Dichtplatte auf eine Saugplatte,
• dann Ansaugen der entfernten Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Seiten derselben durch die Saugplatte und ein Saugkissen, und
• Stoppen einer Beförderung der Dichtplatte zu dem Schritt des Installierens der Dichtplatte an der Brennstoffzelle, wenn ein Entfernen von zwei Dichtplatten erfasst wird.

(2) Verfahren nach Punkt (1), wobei, um die Luftschicht zwischen den benachbarten Dichtplatten zu bilden, bewirkt wird, dass eine zu entfernende Dichtplatte sich krümmt, wenn die Dichtplatte angesogen und entfernt wird, indem die zu entfernende Dichtplatte an einem mittleren Bereich der Dichtplatte in einer Längsrichtung der Dichtplatte durch ein Saugkissen angesogen wird und auf die zu entfernende Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Endbereichen der Dichtplatte in der Längsrichtung der Dichtplatte durch Vorsprünge, die deutlicher als das Saugkissen zur Dichtplatte hin vorstehen, gedrückt wird, wobei das Saugkissen des Schritts zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte genauso als das Saugkissen des Schritts zum Verhindern des Entfernens von zwei Brennstoffzellen-Dichtplatten verwendet wird.
(3) Verfahren nach Punkt (1), wobei die Dichtplatte aus synthetischem Harz gefertigt ist.
(4) Eine Vorrichtung zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, die direkt in einem Verfahren zum Entfernen von Dichtplatten einzeln nacheinander aus einem Dichtplattenstapel verwendet wird, wobei die Dichtplatte an einer Gasein-/auslassleitung eines Brennstoffzellenseparators installiert ist, um eine Gasleitungsnut zu bedecken, die an der Gasein-/-auslassleitung ausgebildet ist, und wobei die Vorrichtung aufweist: ein Saugkissen zum Ansaugen eines mittleren Bereichs der Dichtplatte; und Vorsprünge, die so angeordnet sind, dass sie zu einander gegenüberliegenden Seiten des Saugkissens in einer Längsrichtung der Dichtplatte ausgerichtet sind und zur Dichtplatte hin deutlicher herausragen als ein Ende des Saugkissens, wobei die Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten auf einem Dichtplatten-Beförderungsweg angeordnet ist, nachdem die Dichtplatte aus dem Stapel von Dichtplatten entfernt worden ist und bevor die Dichtplatte an der Brennstoffzelle installiert wird.
(5) Eine Vorrichtung zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte nach Punkt (4), wobei die Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten ferner eine Saugplatte aufweist, die, zusammen mit dem Saugkissen, die die aus dem Dichtplattenstapel entfernte Dichtplatte auf einander gegenüberliegenden Seiten der entfernten Dichtplatte ansaugt, und wobei das Saugkissen der Vorrichtung zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte genauso wie das Saugkissen der Vorrichtung zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten an der Vorrichtung zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten verwendet wird, wobei die Dichtplatte auf die Saugplatte gelegt wird, und ein Ansaugen der Saugplatte und des Saugkissens eingeschaltet wird.

Technische Vorteile der Erfindung
Gemäß dem Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte für eine Brennstoffzelle werden die benachbarten Dichtplatten nicht durch eine Druckdifferenz von äußeren Oberflächen zur Kontaktoberfläche gedrückt und haften nicht aufgrund einer statischen Elektrizität aneinander, da die Luftschicht zwischen den benachbarten Dichtplatten ausgebildet ist. Folglich besteht die Möglichkeit, eine Loslösung der Dichtplatten einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel sicherzustellen.
Gemäß dem Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte für eine Brennstoffzelle kann in dem Stapel von Dichtplatten eine Luftschicht zwischen benachbarten Dichtplatten ausgenommen am Vorsprung ausgebildet werden, da der Vorsprung auf zumindest einer Oberfläche der Dichtplatte ausgebildet ist.
Gemäß dem Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte für eine Brennstoffzelle kann sich zwischen der zu entfernenden Dichtplatte und einer neben der zu entfernenden Dichtplatte positionierten Dichtplatte eine Luftschicht bilden, da die zu entfernende Dichtplatte gekrümmt wird, wenn die Dichtplatte angesogen und entfernt wird.
Gemäß dem Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte für eine Brennstoffzelle kann in dem Fall, in dem zwei Dichtplatten entfernt werden, die Beförderung der Dichtplatten zum nächsten Schritt gestoppt werden, indem die Saugdruckdifferenz erfasst wird, da die entfernte Dichtplatte auf den einander gegenüberliegenden Seiten derselben angesogen wird und die Saugdrücke auf den einander gegenüberliegenden Seiten sich in dem Fall, in dem zwei Dichtplatten entfernt werden, von denen in dem Fall unterscheiden, in dem eine Dichtplatte entfernt wird.
Gemäß der Vorrichtung zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte besteht die Möglichkeit, die zu entfernende Dichtplatte bogenförmig zu verformen, da die Vorrichtung das Saugkissen zum Ansaugen eines mittleren Bereichs der Dichtplatte und der Vorsprünge aufweist, so dass sich eine Luftschicht zwischen der zu entfernenden Dichtplatte und der nächsten Dichtplatte bilden kann.
Gemäß der Vorrichtung zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte kann das Entfernen von zwei Dichtplatten erfasst werden, indem die Dichtplatte oder -platten, die aus dem Dichtplattenstapel entfernt werden, auf den einander gegenüberliegenden Seiten angesogen werden, und die Beförderung der beiden Dichtplatten zum nächsten Arbeitsschritt kann gestoppt werden, da die Vorrichtung die Saugplatte und das Saugkissen aufweist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine Draufsicht auf eine Dichtplatte für eine Brennstoffzelle gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Vorderaufriss der Dichtplatte für eine Brennstoffzelle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Seitenaufriss der Dichtplatte für eine Brennstoffzelle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Seitenaufriss eines Stapels von Brennstoffzellen-Dichtplatten gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Querschnittansicht eines Bereichs der Brennstoffzelle, an den die Brennstoffzellen-Dichtplatte installiert wird.
6 ist eine Draufsicht auf die Dichtplatte für die Brennstoffzelle gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Mehrzahl von Vorsprüngen ausgebildet sind.
7 ist eine Draufsicht auf die Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Mehrzahl von Vorsprüngen mit Formen, die sie außer einem Rechtecks annehmen können, in einer einzelnen Dichtplatte gezeigt sind.
8 ist eine Querschnittansicht eines Bereichs der Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Vorsprung in Form eines Bogens als eine der Querschnittformen des Vorsprungs, die dieser annehmen kann, gezeigt ist.
9 ist eine Querschnittansicht eines Bereichs der Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Vorsprung in Form eines Dreiecks als eine der Querschnittsformen des Vorsprungs, die dieser annehmen kann, gezeigt ist.
10 ist ein Vorderaufriss der Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in einem Fall, in dem der Vorsprung an einer Oberfläche gegenüber der Oberfläche der Dichtplatte ausgebildet ist, die zur Gasleitungsnut gerichtet ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Dichtplattenstapels gemäß einem Vergleichsbeispiel.
12 ist eine perspektivische Ansicht des Dichtplattenstapels gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Vorderaufriss einer Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß dem Vergleichsbeispiel.
14 ist ein Vorderaufriss einer Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte, die ein Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt.
15 ist ein Vorderaufriss einer Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte, die ein Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt.
16 ist ein Vorderaufriss eines Bereich zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten der Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein Blockstufendiagramm gemäß einem Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist ein Seitenaufriss eines Brennstoffzellenstapels, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird.
20 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines Bereichs von 19.
21 ist ein Vorderaufriss einer Brennstoffzelle von 19.
Ausführliche Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 bis 21 erfolgt jeweils eine Beschreibung eines Verfahrens zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte (das ein Verfahren zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten beinhaltet), einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, die direkt bei der Durchführung des Verfahrens verwendet wird, und einer Vorrichtung zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte (die eine Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten beinhaltet) gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Brennstoffzellen-Dichtplatte wird nachstehend als eine Dichtplatte bezeichnet.
1–12 stellt eine erfindungsgemäße erste Ausführungsform dar (ein Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte, eine Dichtplatte und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform).
14 stellt eine erfindungsgemäße zweite Ausführungsform dar (ein Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte, eine Dichtplatte und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß der zweiten Ausführungsform).
15–18 stellt eine erfindungsgemäße dritte Ausführungsform dar (ein Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte, eine Dichtplatte und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß der dritten Ausführungsform).
19–21 stellt eine Brennstoffzellenstruktur dar, die auf eine beliebige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
Die allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemeinen Strukturen sind in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Zunächst erfolgt unter Bezugnahme auf 19–21 eine Erläuterung der allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemeinen Strukturen.
Bei einer Brennstoffzelle, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, handelt es sich um eine Festpolymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle 10. Die Brennstoffzelle 10 ist an einem Brennstoffzellen-Fahrzeug installiert. Die Brennstoffzelle 10 kann auch andere Anwendungsbereiche als ein Fahrzeug aufweisen.
Wie in 19–21 dargestellt, beinhaltet die Festpolymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle 10 eine geschichtete Struktur aus einer Membranelektrodenanordnung 19 (MEA) und einem Separator 18.
Die Membranelektrodenanordnung 19 beinhaltet eine Elektrolytmembran 11, die aus einer Ionenaustauschmembran besteht, eine erste Elektrode (d. h. eine Anode) 14, die aus einer Katalysatorschicht gefertigt ist, die auf einer Seite der Elektrolytmembran 11 angeordnet ist, und eine zweite Elektrode (d. h. eine Kathode) 17, die aus einer Katalysatorschicht gefertigt ist. Eine Diffusionsschicht 13 ist zwischen der Membranelektrodenanordnung 19 und dem Separator 18 auf der Seite der Anode angeordnet. Eine Diffusionsschicht 16 ist zwischen der Membranelektrodenanordnung 19 und dem Separator 18 auf der Seite der Kathode angeordnet.
Die Membranelektrodenanordnung 19 und der Separator 18 sind geschichtet angeordnet, um so die Brennstoffzelle 10 zu bilden. Eine Mehrzahl von Brennstoffzellen sind aufeinander gestapelt, um einen Brennstoffzellenstapel zu bilden. Ein Anschluss 20, ein Isolator 21 und eine Endplatte 22 sind an einem jeweiligen Ende des Brennstoffzellenstapels angeordnet. Die einander gegenüberliegenden Endplatten 22 sind an einem Befestigungselement (z. B. einer Spannplatte 24), das sich in einer Brennstoffzellen-Stapelrichtung erstreckt, durch eine Schraube und eine Mutter 25 befestigt. Der Brennstoffzellenstapel ist in der Brennstoffzellenstapelrichtung befestigt, um einen Brennstoffzellenstapel 23 zu bilden.
In dem auf der Anodenseite der Brennstoffzelle 10 angeordneten Separator 18 ist eine Brenngasleitung 27 zum Zuführen des Brenngases (d. h. normalerweise Wasserstoff) zur Anode 14 an einem Leistungserzeugungsbereich an der zur MEA gerichteten Oberfläche ausgebildet. In dem Separator 18, der auf der Kathodenseite der Brennstoffzelle 10 angeordnet ist, ist an dem Leistungserzeugungsbereich 51 eine Oxidationsgasleitung 28 zum Zuführen eines Oxidationsgases (d. h. normalerweise Luft) zur Kathode 17 an der zur MEA gerichteten Oberfläche ausgebildet. Ferner ist in dem Separator 18 eine Kühlmittelleitung 26 zum Zuführen eines Kühlmittels (d. h. üblicherweise Wasser) an einer Oberfläche gegenüber der Oberfläche ausgebildet, wo die Gasleitungen 27 und 28 ausgebildet sind. In dem Separator 18 sind an einem Nicht-Leistungserzeugungsbereich 52 ein Brenngasverteiler 30, ein Oxidationsgasverteiler 31 und ein Kühlmittelverteiler 29 ausgebildet.
Der Brenngasverteiler 30 steht mit der Brenngasleitung 27 über eine Gasein-/auslassleitung 34 in Verbindung, und der Oxidationsgasverteiler 31 steht mit der Oxidationsgasleitung 28 über die Gasein-/-auslassleitung 34 in Verbindung. Der Kühlmittelverteiler 29 steht mit der Kühlmittelleitung 26 in Verbindung.
An der Anode 14 einer jeweiligen Brennstoffzelle 10 findet eine elektrolytische Aufspaltung statt, um einen Wasserstoff gegen ein Wasserstoffion (d. h. Proton) und ein Elektron auszutauschen, und das Elektron bewegt sich in der Elektrolytmembran 11 zur Kathode 17. An der Kathode 17 wird gemäß der nachstehenden Gleichung Wasser gebildet und Leistung aus Sauerstoff und dem Wasserstoffion und dem Elektron erzeugt, das an der Anode der benachbarten Brennstoffzelle erzeugt wird und zur Kathode der unmittelbaren Brennstoffzelle gelangt, oder das an der Anode der Brennstoffzelle, die an einem ersten Ende des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist, erzeugt wird und über einen äußeren Kreislauf zur Kathode der Brennstoffzelle gelangt, die an einem zweiten Ende des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist.

An der Anode: H₂ → 2H⁺ + 2e^–

An der Kathode: 2H⁺-2e^– + (1/2) O₂ → H₂O
Die jeweiligen Fluide sind gegeneinander und gegen die Außenseite abgedichtet. Ein erstes Dichtelement 32 sorgt für eine Abdichtung zwischen den beiden Separatoren 18, die die MEA 19 sandwichartig umgeben, und ein zweites Dichtelement 33 sorgt für eine Abdichtung zwischen benachbarten Brennstoffzellen 10.
Bei einem ersten Dichtelement 32 handelt es sich um ein Dichtmittel, das aus einem Haftmittel (Dichtungshaftmittel) besteht, und bei dem zweiten Dichtelement 33 handelt es sich um Gummi-Dichtelement, das aus Silikonkautschuk, Fluorkautschuk oder EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) gefertigt ist. Sowohl das erste Dichtelement 32 als auch das zweite Dichtelement 33 kann aus einem Dichtungshaftmittel oder einem Kautschuk-Dichtungsmaterial gefertigt sein.
Wie in 21 und 5 dargestellt, sind eine oder mehrere (normalerweise eine Mehrzahl von) konkave(n) Gasleitungsnut(en) 35 an der Gasein-/-auslassleitung 34 ausgebildet. An der Gasein-/-auslassleitung 34 ist eine Dichtplatte 36 so angeordnet, dass die Gasleitungsnut 35 bedeckt ist. In dem Separator ist eine Abstufung 37 mit einer Tiefe, die gleich der Dicke der Dichtplatte 36 ist, zum Aufnehmen von Endbereichen der Dichtplatte 36 ausgebildet. Wenn die Abstufung 37 darin den Endbereich der Dichtplatte 36 aufnimmt, sind eine Oberfläche des Separators 18 und eine Oberfläche der Dichtplatte 36 in der gleichen Ebene angeordnet. Wenn die Dichtplatte 36 in der Gasein-/-auslassleitung 34 angeordnet ist, wird die Gasleitungsnut 35 von der Dichtplatte 36 bedeckt und bildet eine tunnelartige Leitung aus.
Die Dichtplatte 36 ist rechtwinkelig und derart angeordnet, dass eine Längsrichtung des Rechtecks entlang einer Gasleitungs-Breitenrichtung der Gasein-/auslassleitung 34 ausgerichtet ist. Die Gasleitungsnut 35 erstreckt sich in einer Breitenrichtung der Dichtplatte 36. Da in der Gasleitungsnut 35 Gas strömt, überschneidet sich die Breitenrichtung der Dichtplatte 36 mit der Gasströmungsrichtung an der Gasein-/-auslassleitung 34, und die Längsrichtung der Dichtplatte 36 überschneidet sich mit einer Richtung senkrecht zur Gasströmungsrichtung an der Gasein-/-auslassleitung 34.
Die Dichtplatte 36 weist eine flache Platte auf (die eine gestufte flache Platte beinhalten kann). Wenn die Diffusionsschichten 13, 16 die Dichtplatte 36 überlappen, weist die Dichtplatte 36 eine gestufte flache Platte mit einer Abstufung 38 zum Aufnehmen der Diffusionsschicht 13, 16 darin und mit einer Dicke auf, die gleich der Dicke der Diffusionsschicht 13, 16 ist. Die Abstufung 38 erstreckt sich in der Längsrichtung der Dichtplatte 36. Eine Oberfläche der Dichtplatte gegenüber der Oberfläche der Dichtplatte ist zu einer unteren Oberfläche der Gasein-/-auslassleitung 34 gerichtet und mit dem ersten Dichtelement (z. B. Haftmittel) beschichtet und ist zu einem Separator 18 mit einer gegensätzlichen Polarität der selben Brennstoffzelle gerichtet (d. h. einem kathodenseitigen Separator, wenn die Dichtplatte an dem anodenseitigen Separator angeordnet ist, und einem anodenseitigen Separator, wenn die Dichtplatte an dem kathodenseitigen Separator angeordnet ist).
Die Dichtplatte 36 ist aus einem synthetischen Harz gefertigt, ist jedoch nicht auf das synthetische Harz beschränkt. Die Dichtplatte 36 kann aus Kautschuk, Metall und Kohlenstoff etc. gefertigt sein.
Wie in 11–17 dargestellt, wird zunächst eine Dichtplatte 36 einzeln nacheinander aus einem Stapel 61 der bereitgestellten Dichtplatten entfernt, beispielsweise durch Ansaugen der Dichtplatte durch ein Saugkissen 62 einer Vorrichtung 60 zum Entfernen einer Dichtplatte, um unter Verwendung einer Automatikvorrichtung eine Position der Dichtplatte 36 zu bestimmen und die Dichtplatte in der Gasein-/-auslassleitung 34 der Brennstoffzelle 10 anzuordnen. Dann wird die entfernte Dichtplatte 36 an einer Positionsbestimmungsstation 65 positionsmäßig bestimmt, und die positionsmäßig bestimmte Dichtplatte 36 wird zu einem Montageschritt der Brennstoffzelle 10, bei dem die Dichtungsplatte an die Brennstoffzelle 10 installiert wird, weiter befördert und diesem zugeführt.
Es kann erforderlich sein, die Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 einzeln nacheinander durch Ansaugen der Dichtplatte durch das Saugkissen 62 zu entfernen. Wenn die Dichtplatte 36 flach ausgeführt ist, wie zum Vergleich in Beispielen von 11 und 13 dargestellt ist, ist es manchmal schwierig, die Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 einzeln nacheinander zu entfernen (d. h. dass folglich zwei Dichtplatten entfernt werden). Dies ist darin begründet, dass, wenn Dichtplatten aufeinander geschichtet sind, benachbarte Dichtplatten in engen Kontakt miteinander gelangen, und ein Druck, der an der Kontaktoberfläche niedriger ist, wahrscheinlich niedriger ist als an einer äußeren Oberfläche (z. B. ein Vakuum) und/oder eine statische Elektrizität an der Kontaktoberfläche erzeugt wird, so dass die benachbarten Dichtplatten aneinander haften.
Das Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, die Dichtplatte 36, die direkt zum Durchführen des Verfahrens verwendet wird, und die Vorrichtung 60 zum Entfernen der Dichtplatte gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Entfernen einer Dichtplatte 36 einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel 61.
Wie in 12 und 14 gezeigt ist, handelt es sich insbesondere bei einem Teil des Verfahrens zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, der einer jeweiligen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemein ist, um ein Verfahren zum Entfernen der Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 einzeln nacheinander, wobei eine Luftschicht 63 zwischen benachbarten Dichtplatten 36 gebildet wird und in diesem Zustand die Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 einzeln nacheinander entfernt wird. Ein Verfahren zum Ausbilden der Luftschicht 63 unterscheidet sich je nach Ausführungsform. Das Verfahren gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren beinhalten, bei dem, wenn ein Entfernen von zwei Dichtplatten erfasst wird, der Entfernvorgang von zwei Dichtplatten ausgelassen wird (16). Im Vergleich dazu bildet sich in dem herkömmlichen Verfahren, wie beispielsweise in 11 und 13 dargestellt, keine Luftschicht zwischen benachbarten Arbeitsstücken 36', und zwischen den benachbarten Werkstücken 36' entsteht ein Vakuum.
Es erfolgt eine Erläuterung einiger Effekte und technischer Vorteile, die in dem Teil des Verfahrens zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte erhalten werden, der den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemein ist. Da die Luftschicht 63 zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 ausgebildet ist, werden die benachbarten Dichtplatten 36 nicht durch eine Druckdifferenz von den äußeren Oberflächen an ihre Kontaktoberfläche gedrückt. Ferner haften die benachbarten Dichtplatten 36 nicht aufgrund einer statischen Elektrizität aneinander. Folglich kann eine Dichtplatte 36 einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel 61 entfernt werden.
In dem Fall, wo die Dichtplatte 36 aus synthetischem Harz gefertigt ist, sammelt sich die statische Elektrizität wahrscheinlich an der Oberfläche, so dass die benachbarten Dichtplatten 36 dazu neigen, aufgrund der statischen Elektrizität aneinander zu haften. Indem die Luftschicht 63 zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 gebildet wird, kann ein Anhaften der benachbarten Dichtplatten 36 aufgrund der statischen Elektrizität unterdrückt werden, so dass die Verhinderung eine Anhaftens aufgrund der Luftschicht 63 noch wirksamer wird.
Anschließend erfolgt eine Erläuterung von für eine jeweilige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung individuellen Teilen des Verfahrens zum Entfernen der Dichtplatte, der Dichtplatten 36, die direkt bei der Durchführung des Verfahrens verwendet werden, und der Vorrichtung 60 zum Entfernen der Dichtplatte, die direkt bei der Durchführung des Verfahrens verwendet wird.
[Erste Ausführungsform] Fig. 1–Fig. 11
[Verfahren zum Entfernen der Dichtplatte 36 gemäß einer ersten Ausführungsform]
In dem Verfahren zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Vorsprung 39 ausgebildet, wie in 4 und 11 dargestellt ist, um die Luftschicht 63 zwischen benachbarten Dichtplatten 36 des Dichtplattenstapels 1 zu bilden. Der Vorsprung 39 ist an einer alleräußersten Oberfläche von zumindest einer Oberfläche einer jeweiligen Dichtplatte 36 ausgebildet. (Die zumindest eine Oberfläche kann eine Oberfläche 40 der Dichtplatte sein, die zu einer unteren Oberfläche der Gasein-/-auslassleitung gerichtet ist, oder eine Oberfläche 41 der Dichtplatte gegenüber der Oberfläche 40, wenn die Dichtplatte an der Gasein-/-auslassleitung 34 angeordnet ist. Die alleräußerste Oberfläche ist eine andere Oberfläche der Dichtplatte als die eine Oberfläche einer Ausnehmung, die durch die Abstufung 38 von der alleräußersten Oberfläche zurückweicht.) Der Vorsprung 39 ist an einem Bereich der Dichtplatte in der Richtung senkrecht zur Gasströmungsrichtung an dem Dichtplatten-Installationsbereich (d. h. der Gasein-/-auslassleitung 34) der Brennstoffzelle derart ausgebildet, dass der Vorsprung 39 aus der Oberfläche 40, 41 herausragt. In 1–10 ist der Bereich des Vorsprungs 39 durch eine Schraffierung dargestellt, bei der es sich nicht um eine Schraffierung eines Querschnitts handelt.
Es erfolgt eine Erläuterung eines Teils der Effekte und technischen Vorteile des Verfahrens zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da der Vorsprung 39 an zumindest einer Oberfläche 40, 41 einer jeweiligen Dichtplatte 36 ausgebildet ist, kann die Luftschicht 63 zwischen benachbarten Dichtplatten 36 des Dichtplattenstapels 61 ausgenommen an einer Oberseite der Dichtplatte 36 gebildet werden. Aufgrund der Luftschicht 63 kann kein Vakuum (ein Druck, der niedriger als an der alleräußersten Oberfläche ist) zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 entstehen, und ein Anhaften aufgrund einer statischen Elektrizität wird unterdrückt, so dass die Dichtplatte 36 einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel 61 entfernt werden kann.
[Dichtplatte 36 gemäß einer ersten Ausführungsform]
Wie in 1–11 dargestellt, weist die Brennstoffzellen-Dichtplatte 36 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Vorsprung 39 auf, der an zumindest einer Oberfläche 40, 41 der Dichtplatte 36 ausgebildet ist. Der Vorsprung 39 ist an einem Bereich von zumindest einer Oberfläche der Dichtplatte in der Richtung senkrecht zur Gasströmungsrichtung (der Längsrichtung der Gasleitungsnut 35) am Brennstoffzellen-Dichtplatten-Installationsbereich ausgebildet.
Die Dichtplatte 36 ist vorzugsweise aus einem synthetischen Harz gefertigt, doch kann sie auch aus Kautschuk oder Metall gefertigt sein. Der Vorsprung 39 kann vorzugsweise einstückig mit der Dichtplatte 36 ausgebildet sein, doch kann er separat von der Dichtplatte 36 ausgebildet sein und durch ein Haftmittel etc. an der Dichtplatte 36 befestigt werden.
Position, Anzahl, Breite (d. h. eine Breite in der Längsrichtung der Dichtplatte 36) und Höhe (d. h. eine Höhe von der Oberfläche 40, 41) des Vorsprungs 39 in der Dichtplatte 36 werden derart bestimmt, dass der Vorsprung 39 der Dichtplatte 36 in der Gasleitungsnut 35 der Gasein-/-auslassleitung 34 des Separators 18 aufgenommen wird, wenn die Dichtplatte 36 an die Brennstoffzelle 10 installiert wird.
Insbesondere die Breite des Vorsprungs 39 der Dichtplatte 36 ist im Wesentlichen gleich der Breite der Gasleitungsnut 35. (Wie in 5 dargestellt, ist die Breite des Vorsprungs geringfügig schmaler als die Breite der Nut 35, da der Vorsprung in die Nut 35 passt). Aufgrund dessen kann der Vorsprung 39 in die Gasleitungsnut 35 passen und kann für eine Positionsbestimmung der Dichtplatte 36 in der Längsrichtung der Gasein-/-auslassleitung 34 verwendet werden.
Die Anzahl der Vorsprünge 39 ist nicht auf einen beschränkt, und es kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen 39 bereitgestellt werden, wie in 6 gezeigt ist. Eine Form des Vorsprungs 39 kann in einer Draufsicht desselben ein Kreis, ein längsgezogener Kreis und ein Vieleck (z. B. ein Dreieck) sein.
Eine Querschnittform des Vorsprungs 39 in einer Ebene senkrecht zur Oberfläche 40, 41 kann ein Rechteck oder eine andere Form als das Rechteck aufweisen (z. B. einen Bogen (8), ein Dreieck (9) oder ein Trapez). Wenn die Querschnittform des Vorsprungs ein Rechteck oder ein Trapez ist, handelt es sich bei der Oberseite des Vorsprungs 39 um eine flache Ebene, die die Ebene der benachbarten Dichtplatte kontaktiert, wenn die Dichtplatten übereinander geschichtet werden. Wenn die Querschnittform des Vorsprungs ein Bogen oder ein Dreieck ist, handelt es sich bei der Oberseite des Vorsprungs 39 um einen Punkt, der den Punkt der benachbarten Dichtplatte kontaktiert, wenn die Dichtplatten geschichtet angeordnet werden.
Wie in 10 dargestellt, kann der Vorsprung 39 an der Oberfläche 41 der Dichtplatte 36 gegenüber der Oberfläche 40 der Dichtplatte 36, die zur unteren Oberfläche der Gasleitungsnut 35 gerichtet ist, ausgebildet sein, wenn die Dichtplatte 36 an die Brennstoffzelle installiert wird. In diesem Fall ist der Vorsprung 39 in das Haftmittel eingebettet, das die Oberfläche 41 der Dichtplatte 36 kontaktiert. An einem Bereich des benachbarten Separators 18, der zum Vorsprung 39 hin gerichtet ist, kann eine Konkave zum Verhindern einer Beeinträchtigung auf den Vorsprung 39 ausgebildet sein.
Es erfolgt eine Beschreibung einiger Effekte und technischer Vorteile der Brennstoffzellen-Dichtplatte 36 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da der Vorsprung 39 in der Dichtplatte 36 ausgebildet ist, entsteht zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 ausgenommen am Vorsprung 39 eine Luftschicht 63. Aufgrund der Luftschicht 63 wird kein Vakuum (ein Druck, der niedriger ist als an der alleräußersten Oberfläche) zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 erzeugt, und ein Anhaften aufgrund einer statischen Elektrizität wird unterdrückt, so dass es möglich ist, die Dichtplatte 36 einzeln nacheinander loszulösen und aus dem Dichtplattenstapel 61 zu entfernen.
Da die Position, die Breite und die Höhe des Vorsprungs 39 in der Dichtplatte 36 derart bestimmt werden, dass der Vorsprung 39 der Dichtplatte 36 in der Gasleitungsnut 35 der Gasein-/-auslassleitung 34 des Separators aufgenommen wird, wenn die Dichtplatte 36 an dem Brennstoffzellen-Separator 18 installiert wird, wird der Vorsprung 39 der Dichtplatte 36 in die Gasleitungsnut 35 der Gasein-/-auslassleitung 34 des Separators 18 gepasst, so dass es möglich ist, die Dichtplatte 36 relativ zur Gasein-/auslassleitung 34 in einer Richtung senkrecht zur Gasleitungsnut 35 (d. h. einer Gasströmungsrichtung an der Gasein-/-auslassleitung 34) positionsmäßig zu bestimmen. Folglich kann eine Abmessungsgenauigkeit der Zwischenräume zwischen den Längsenden der Dichtplatte 36 und den seitlichen Oberflächen der Gasein-/auslassleitung 34, die zu den Längsenden der Dichtplatte gerichtet sind, genauso gering sein wie in einem Fall, wo die Dichtplatte positionsmäßig bestimmt wird, indem das Längsende der Dichtplatte mit den seitlichen Oberflächen der Gasein-/-auslassleitung 34 kontaktiert wird, die zu den Längsenden der Dichtplatte gerichtet sind. Folglich können die Herstellungskosten der Dichtplatte 36 um diese geringe Abmessungsgenauigkeit reduziert werden. Ferner können die Zwischenräume 42 zwischen den Längsenden der Dichtplatte 36 und den seitlichen Oberflächen der Gasein-/-auslassleitung 34, die zu den Längsenden der Dichtplatte gerichtet sind, als ein Raum zum Absorbieren eines herausquellenden Haftmittels 32 verwendet werden.
Da die Breite des Vorsprungs 39 der Dichtplatte 36 nahezu gleich der Breite der Gasleitungsnut 35 ist, erfolgt die positionsmäßige Bestimmung der Dichtplatte durch den Vorsprung 39 mit hoher Genauigkeit.
Wenn die Dichtplatte 36 aus einem synthetischen Harz gefertigt ist, ist es wahrscheinlich, dass sich an der Oberfläche der Dichtplatte 36 eine statische Elektrizität ansammelt. Folglich besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die benachbarten Dichtplatten 36 aufgrund der statischen Elektrizität aneinander haften. In der vorliegenden Erfindung wird das Anhaften aufgrund der statischen Elektrizität jedoch unterdrückt, da die Luftschicht 63 aufgrund des Vorsprungs 39 zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 ausgebildet ist, und es kann somit eine Dichtplatte 36 einzeln nacheinander entfernt werden.
Wenn der Vorsprung 39 an der Oberfläche 41 der Dichtplatte 36 gegenüber der Oberfläche 40 der Dichtplatte 36 ausgebildet ist, die zur unteren Oberfläche der Gasleitungsnut 35 gerichtet ist, wenn die Dichtplatte 36 an der Brennstoffzelle installiert wird, kann die Luftschicht 63 zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 in dem Dichtplattenstapel 61 gebildet werden, wie in dem Fall, wo der Vorsprung 39 an der Oberfläche 40 der Dichtplatte 36, die zur unteren Oberfläche der Gasleitungsnut 35 gerichtet ist, ausgebildet ist. In dem Fall, wo der Vorsprung 39 an der Oberfläche 41 der Dichtplatte 36 gegenüber der Oberfläche 40 der Dichtplatte 36, die zur unteren Oberfläche der Gasleitungsnut 35 gerichtet ist, ausgebildet ist, wird der Vorsprung 39 in das Haftmittel eingebettet, das die Oberfläche 41 der Dichtplatte 36 kontaktiert. Indem eine Konkave zum Verhindern einer Beeinträchtigung auf den Vorsprung 39 nach Bedarf ausgebildet wird, kann der Dichteffekt durch das Haftmittel 32 durch den Vorsprung 39 nahezu nicht beeinträchtigt werden.
[Zweite Ausführungsform] Fig. 12
[Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform]
Bei einem Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, bei dem, wie beispielsweise in 14 gezeigt ist, bewirkt wird, dass eine zu entfernende Dichtplatte 36 eine gekrümmte Form annimmt, wenn die Dichtplatte angesogen und entfernt wird, um die Luftschicht 63 zwischen den benachbarten Dichtplatten 36 zu bilden. Die Dichtplatte 36, die neben der zu entfernenden Dichtplatte 36 positioniert ist, ist nicht gekrümmt. Im Gegensatz dazu wird in einem Vergleichsbeispiel von 13 nicht bewirkt, dass das Werkstück 36' eine gekrümmte Form annimmt, wenn es durch ein Saugkissen 62' angesogen wird, und an einer Stelle zwischen den benachbarten Werkstücken 36' liegt ein Vakuum oder ein Beinahevakuum vor.
Es erfolgt eine Erläuterung eines Teils der Effekte und technischen Vorteile des Verfahrens zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da bewirkt wird, dass die zu entfernende Dichtplatte 36 eine gekrümmte Form annimmt, kann sich die Luftschicht 63 zwischen der zu entfernenden Dichtplatte 36 und der neben der zu entfernenden Dichtplatte positionierten Dichtplatte bilden. Aufgrund der Luftschicht 63 werden die benachbarten Dichtplatten 36 nicht von den äußeren Oberflächen hin zu deren Kontaktoberfläche gedrückt, und eine Anhaftung der benachbarten Dichtplatten aufgrund einer statischen Elektrizität wird unterdrückt.
Folglich kann die Dichtplatte 36 einzeln nacheinander vom Dichtplattenstapel 61 losgelöst und entfernt werden (ohne dabei zwei Dichtplatten zu entfernen).
[Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform]
Bei einer Vorrichtung 60 zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich, wie in 12 dargestellt, um eine Vorrichtung, die direkt beim Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 verwendet wird. Die Vorrichtung weist ein Saugkissen 62 zum Ansaugen eines mittleren Bereichs der Dichtplatte 36 und Vorsprünge 64 auf, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Saugkissens 62 in der Längsrichtung der Dichtplatte 36 angeordnet sind und zur Dichtplatte 36 hin deutlicher abstehen als ein Ende des Saugkissens 62.
Es erfolgt eine Erläuterung eines Teils der Effekte und der technischen Vorteile der Vorrichtung 60 zum Entfernen der Dichtplatte gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da die Vorrichtung 60 zum Entfernen einer Dichtplatte das Saugkissen 62 zum Ansaugen eines mittleren Bereichs der Dichtplatte und die Vorsprünge 64 aufweist, die auf die Dichtplatte 36 an einen anderen Bereich als den Saugbereich der Saugplatte durch das Saugkissen 62 drücken, können das Saugkissen 62 und die Vorsprünge 64 die zu entfernende Dichtplatte 36 bogenförmig verbiegen. Folglich kann zwischen der zu entfernenden Dichtplatte 36 und der Dichtplatte 36, die als nächstes zu der zu entfernenden Dichtplatte 36 positioniert ist, die Luftschicht 63, die am mittleren Bereich der Längsrichtung der Dichtplatte 36 am dicksten wird, entstehen. Aufgrund der Luftschicht 63 kann eine Loslösung und ein Entfernen der Dichtplatte 36 einzeln nach einander aus dem Dichtplattenstapel 61 sichergestellt werden (ohne dabei zwei Dichtplatten zu entfernen).
[Dritte Ausführungsform] Fig. 15–Fig. 18
[Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß einer dritten Ausführungsform, das ein Stoppen der Zuführung beim Entfernen von zwei Dichtplatten beinhaltet]
In dem Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, nachdem die Dichtplatte 36 entfernt worden ist und bevor die entfernte Dichtplatte an der Brennstoffzelle installiert wird, die entfernte Dichtplatte 36 an einander gegenüberliegenden Seiten derselben angesogen. Wenn ein Entfernen von zwei Dichtplatten erfasst wird, wird die Beförderung der Dichtplatten 36 zum Montageschritt der Brennstoffzellen gestoppt.
Genauer gesagt wird, wie in 15–17 dargestellt, nachdem die Dichtplatte 36 entfernt worden ist und bevor die entfernte Dichtplatte 36 an einer Brennstoffzelle installiert wird, an einer Dichtplattenpositions-Bestimmungsstation 65 (wobei unter Verwendung einer Positionsbestimmungsplatte 66 eine Position der Dichtplatte 36 in der Längsrichtung und/oder der Breitenrichtung der Dichtplatte 36 bestimmt wird) die aus dem Dichtplattenstapel 61 entfernte und an die Dichtplattenpositions-Bestimmungsstation 65 beförderte Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Seiten derselben (z. B. von einer Oberseite und einer Unterseite der Dichtplatte, oder von einander horizontal gegenüberliegende Seiten der Dichtplatte) unter Verwendung eines Saugkissens 62 und einer Saugplatte 67 angesogen. Das Ansaugen durch das Saugkissen 62 und/oder die Saugplatte 67 unterscheidet sich von dem Fall, in dem eine Dichtplatte entfernt wird, zu dem Fall, in dem zwei Dichtplatten entfernt werden. Wenn unter Verwendung der Saugdifferenz erfasst wird, dass zwei Dichtplatten entfernt werden, wird die Beförderung der Dichtplatten 36 zum Montageschritt 80 der Brennstoffzelle gestoppt. Normalerweise wird die Saugkraft der Saugplatte 67 erhöht, und wenn der Saugbetrieb durch das Saugkissen 62 im EIN-Zustand arbeitet, wird davon ausgegangen, dass zwei Dichtplatten entfernt werden, und die Beförderung und Zuführung der Dichtplatten 36 zum nächsten Arbeitsschritt (dem Montageschritt 80 der Brennstoffzelle) wird gestoppt. In den 15 und 16 zeigt der Pfeil S den Saugvorgang an. Ferner zeigt in 16 der Pfeil R die Aufwärtsbewegung des Saugkissens 62 an.
18 zeigt ein Beispiel eines Ablaufs von Arbeitsschritten des Verfahrens zum Entfernen von Brennstoffzellen-Dichtplatten, das einen Schritt zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten beinhaltet.
In 18 wird bei Schritt 101 eine Routine zum Entfernen einer Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 gestartet. Das Entfernen von nur einer Dichtplatte wird durchgeführt, indem das Verfahren bei Schritt 102 fortgesetzt wird, wo der Vorsprung 39, der an der Dichtplatte 36 ausgebildet ist, verwendet wird, oder indem das Verfahren bei Schritt 103 fortgesetzt wird, wo die Dichtplatte 36 zu einer Bogenform verbogen wird. Von den Schritten 102 und 103 kann ein beliebiger Schritt übernommen werden. Dann wird die Routine bei Schritt 104 fortgesetzt, um zu verhindern, dass zwei Dichtplatten entfernt werden. Bei Schritt 105 wird eine Dichtplatte 36 auf die Saugplatte 67 in der Positionsbestimmungsstation 65 gelegt. Wird das Verfahren bei Schritt 106 fortgesetzt, wird sowohl der Saugbetrieb durch das Saugkissen 62, bei dem es sich um ein zum Entfernen verwendetes Werkzeug handelt, als auch der Saugbetrieb der Saugplatte 67 in den EIN-Zustand versetzt. Wird das Verfahren bei Schritt 107 fortgesetzt, wird das Saugkissen 62, bei dem es sich um ein zum Entfernen verwendetes Werkzeug handelt, nach oben bewegt. Wird das Verfahren bei Schritt 108 fortgesetzt, wird der Saugdruck des Saugkissens 62, bei dem es sich um ein zum Entfernen verwendetes Werkzeug handelt, untersucht, um zu bestätigen, ob ein angesogenes Werkstück (ein zweites Werkstück in dem Fall, in dem zwei Dichtplatten entfernt werden) existiert oder nicht. Wenn ein Werkstück, das durch das Saugkissen 62 angesogen wird, existiert, ist der Saugdruck des Saugkissens 62 größer als der atmosphärische Druck, während, wenn ein Werkstück, das durch das Saugkissen 62 angesogen wird, nicht existiert, der Saugdruck des Saugkissens 62 null ist (atmosphärischer Druck).
Wenn kein angesogenes Werkstück existiert, wobei das Verfahren von Schritt 108 aus bei Schritt 109 fortgesetzt wird, führt das Saugkissen 62 bei Schritt 110, nachdem bei Schritt 109 bestätigt worden ist, dass kein angesogenes Werkstück existiert, den nächsten Arbeitsschritt durch (wobei die Saugplatte 67 ihren Saugbetrieb in den AUS-Zustand versetzt und das Saugkissen 62 die Dichtplatte zum Montageschritt 80 der Brennstoffzelle weiter befördert und diesem zuführt). Bei Schritt 111 wird die Routine beendet und kehrt zu Schritt 101 zurück, wo mit dem nächsten Entfernvorgang des nächsten Werkstücks begonnen wird.
Wenn ein angesogenes Werkstück existiert, wobei das Verfahren von Schritt 108 aus bei Schritt 112 fortgesetzt wird, wird bei Schritt 113, nachdem bei Schritt 112 bestätigt worden ist, dass ein angesogenes Werkstück (eine zweite Dichtplatte) existiert, die Entstehung eines nicht akzeptablen Werkstücks bestätigt. Dann wird bei Schritt 114 ein Ausstoßen der zweiten Dichtplatte 36 (entsprechend einem Schritt 68 von 17) durchgeführt, und dann wird die Routine zu Schritt 101 zurückgeführt, wo mit dem nächsten Entfernvorgang des nächsten Werkstücks begonnen wird.
Gemäß dem Verfahren zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, da die entfernte Dichtplatte 36 an einander gegenüberliegenden Seiten derselben angesogen wird, ein Entfernen von zwei Dichtplatten durch Erfassen des Saugdrücke unter Verwendung der Routine von 18 erfasst werden, weil sich die Saugdrücke an einander gegenüberliegenden Seiten derselben von dem Fall, in dem zwei Dichtplatten entfernt werden, zu dem Fall, in dem nur eine Dichtplatte entfernt wird, voneinander unterscheiden. Wenn ein Entfernen von zwei Dichtplatten erfasst wird, kann eine Weiterbeförderung und Zuführung der entfernten Dichtplatten zum nächsten Arbeitsschritt gestoppt werden. Folglich kann eine inkorrekte Installation der Dichtplatte 36 verhindert werden.
[Vorrichtung zum Entfernen einer Dichtplatte gemäß einer dritten Ausführungsform]
Eine Vorrichtung 60 zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die direkt bei der Durchführung des Verfahrens zum Entfernen einer Dichtplatte verwendet wird, beinhaltet eine Vorrichtung zum Verhindern, dass zwei an einem Bereich einer Dichtplatten-Beförderungsstrecke angeordnete Brennstoffzellen-Dichtplatten entfernt werden, nachdem eine Dichtplatte 36 aus dem Dichtplattenstapel 61 entfernt worden ist und bevor die entfernte Dichtplatte an einer Brennstoffzelle installiert wird. Die Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten beinhaltet die Saugplatte 67 und das Saugkissen 62, die die aus dem Dichtplattenstapel 61 entfernte Dichtplatte an den einander gegenüberliegenden Seiten derselben ansaugen (z. B. von einer Ober- und einer Unterseite der Dichtplatte).
Gemäß der Vorrichtung 60 zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, da die Vorrichtung die Saugplatte 67 und das Saugkissen 62 beinhaltet, ein Entfernen von zwei Dichtplatten durch Ansaugen der entfernten Dichtplatten an einander gegenüberliegenden Seiten derselben (z. B. von der Ober- und der Unterseite der entfernten Dichtplatten) erfasst werden, und eine Beförderung und Zuführung der entfernten zwei Dichtplatten zum nächsten Arbeitsschritt (Brennstoffzellen-Montageschritt 80) kann gestoppt werden.

Claims

Verfahren zum Entfernen einer Dichtplatte (36) für eine Brennstoffzelle einzeln nacheinander aus einem Dichtplattenstapel (61), wobei die Dichtplatte an einer Gasein-/-auslassleitung eines Brennstoffzellenseparators installiert wird, um eine Gasleitungsnut zu bedecken, die an der Gasein-/-auslassleitung ausgebildet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bilden einer Luftschicht (63) zwischen benachbarten Dichtplatten; und Entfernen jeweils einer Dichtplatte einzeln nacheinander aus dem Dichtplattenstapel, während die Luftschicht zwischen den benachbarten Dichtplatten gebildet wird, wobei das Verfahren ferner einen Schritt zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten zwischen dem Schritt des Entfernens der Dichtplatte und einen Schritt des Installierens der entfernten Dichtplatte an der Brennstoffzelle aufweist, und wobei der Schritt zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten umfasst: • Legen der bei dem Schritt des Entfernens der Dichtplatte entfernten Dichtplatte auf eine Saugplatte, • dann Ansaugen der entfernten Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Seiten derselben durch die Saugplatte und ein Saugkissen, und • Stoppen einer Beförderung der Dichtplatte zu dem Schritt des Installierens der Dichtplatte an der Brennstoffzelle, wenn ein Entfernen von zwei Dichtplatten erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, um die Luftschicht zwischen den benachbarten Dichtplatten während des Schritts zum Entfernen der Dichtplatte zu bilden, bewirkt wird, dass eine zu entfernende Dichtplatte gekrümmt wird, wenn die Dichtplatte angesogen und entfernt wird, indem die zu entfernende Dichtplatte an einem mittleren Bereich der Dichtplatte in einer Längsrichtung der Dichtplatte durch ein Saugkissen angesogen wird und auf die zu entfernende Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Endbereichen der Dichtplatte in der Längsrichtung der Dichtplatte durch Vorsprünge, die deutlicher als das Saugkissen zur Dichtplatte hin vorstehen, gedrückt wird, wobei das Saugkissen des Schritts zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte genauso als das Saugkissen des Schritts zum Verhindern des Entfernens von zwei Brennstoffzellen-Dichtplatten verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dichtplatte aus einem synthetischen Harz gefertigt ist.
Vorrichtung (60) zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte, die direkt in einem Verfahren zum Entfernen jeweils einer Dichtplatte (36) einzeln nacheinander aus einem Dichtplattenstapel (61) verwendet wird, wobei die Dichtplatte an einer Gasein-/-auslassleitung eines Brennstoffzellenseparators installiert wird, um eine Gasleitungsnut zu bedecken, die an der Gasein-/auslassleitung ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Saugkissen (62) zum Ansaugen der entfernten Dichtplatte an einem mittleren Bereich der Dichtplatte in einer Längsrichtung der Dichtplatte; und Vorsprünge (64), die so angeordnet sind, dass sie zu einander gegenüberliegenden Endbereichen der Dichtplatte in Längsrichtung der Dichtplatte ausgerichtet sind und deutlicher als das Saugkissen zur Dichtplatte hin vorstehen, wobei die Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten auf einem Dichtplatten-Beförderungsweg angeordnet ist, nachdem die Dichtplatte aus dem Dichtplattenstapel entfernt worden ist und bevor die Dichtplatte an der Brennstoffzelle installiert wird.
Vorrichtung (60) zum Entfernen einer Brennstoffzellen-Dichtplatte nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung zum Verhindern eines Entfernens von zwei Dichtplatten ferner eine Saugplatte (67) aufweist, die, zusammen mit dem Saugkissen (62), die die aus dem Dichtplattenstapel entfernte Dichtplatte an einander gegenüberliegenden Seiten der entfernten Dichtplatte ansaugt, und wobei wobei die Saugplatte der Vorrichtung zum Entfernen der Brennstoffzellen-Dichtplatte genauso wie das Saugkissen der Vorrichtung zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten an der Vorrichtung zum Verhindern des Entfernens von zwei Dichtplatten verwendet wird, wobei die Dichtplatte auf das Saugkissen gelegt wird, und ein Ansaugen der Saugplatte und des Saugkissens eingeschaltet wird.