DE202021104225U1

DE202021104225U1 - Device for producing a membrane-electrode assembly for a fuel cell

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Publication number: DE202021104225U1
Application number: DE202021104225.7U
Authority: DE
Original assignee: Optima Life Science GmbH
Current assignee: Optima Life Science GmbH
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2031-08-07

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Anordnung (2) für eine Brennstoffzelle, wobei die Membran-Elektroden-Anordnung (2) eine Membran (20), einen Rahmen (22) und eine Gasdiffusionslage (24) umfasst, mit
a. einer Transporteinrichtung (10), die eingerichtet ist, den Rahmen (22) als Teil einer Rahmenmaterialbahn (220) bereitzustellen,
b. einer ersten Bearbeitungsstation (11), die eingerichtet ist, um einen Klebstoff (23) auf eine erste Seite eines Vorprodukts umfassend den als Teil der Rahmenmaterialbahn (220) bereitgestellten Rahmen (22) von oben aufzubringen, und
c. einer zweiten Bearbeitungsstation (12), die eingerichtet ist, um die Gasdiffusionslage (24) auf die mit Klebstoff beschichtete erste Seite des Vorprodukts aufzubringen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Bearbeitungsstation (11) und der zweiten Bearbeitungsstation (12) eine Wendeeinrichtung (110) vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um das Vorprodukt zu wenden, sodass die erste Seite nach unten weist.

Device for producing a membrane-electrode assembly (2) for a fuel cell, the membrane-electrode assembly (2) comprising a membrane (20), a frame (22) and a gas diffusion layer (24)
a. a transport device (10) which is set up to provide the frame (22) as part of a frame material web (220),
b. a first processing station (11) which is set up to apply an adhesive (23) from above to a first side of a preliminary product comprising the frame (22) provided as part of the frame material web (220), and
c. a second processing station (12) which is set up to apply the gas diffusion layer (24) to the adhesive-coated first side of the preliminary product, characterized in that a turning device (110 ) is provided, which is set up to turn the pre-product so that the first side faces down.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKAREA OF APPLICATION AND STATE OF THE ART

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) für eine Brennstoffzelle.The invention relates to a device for producing a membrane electrode assembly (MEA) for a fuel cell.

Die MEA umfasst eine Katalysator-beschichtete Membran (engl. Catalyst Coated Membrane, kurz CCM), an welcher einseitig oder beidseitig Randverstärkungen oder Rahmen (engl. Frame oder rim) aus kostengünstigerem und widerstandsfähigerem Material vorgesehen sind., sowie zwei beidseits der Membran angebrachte Gasdiffusionslagen (kurz GDL). Die MEA umfasst weiter zwei als Kathode und Anode gestaltete Elektroden, welche in einer Ausgestaltung als gemeinsames Gefüge mit den GDL gestaltet sind. Die GDL werden dann entsprechend als GDL-C und GDL-A bezeichnet.The MEA comprises a catalyst-coated membrane (CCM for short), on which edge reinforcements or frames (frame or rim) made of cheaper and more resistant material are provided on one or both sides, as well as two gas diffusion layers attached to both sides of the membrane (GDL for short). The MEA further comprises two electrodes designed as a cathode and anode, which in one embodiment are designed as a common structure with the GDL. The GDL are then referred to as GDL-C and GDL-A.

Aus DE 10 2015 010 440 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Membranelektrodenanordnung für eine Brennstoffzelle bekannt, bei welchem zumindest ein Rahmenmaterial als durchgängige Materialbahn bereitgestellt wird, welche kontinuierlich in Transportrichtung bewegt wird und dabei eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen durchläuft.the end DE 10 2015 010 440 A1 a method and a device for producing a membrane electrode arrangement for a fuel cell are known, in which at least one frame material is provided as a continuous material web, which is continuously moved in the transport direction and thereby passes through a plurality of processing stations.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung einer MEA zu schaffen, welche eine zuverlässige Anbringung einer Gasdiffusionslage an einem Vorprodukt umfassend einen Rahmen und eine Membran erlaubt.It is an object of the invention to create a device for producing an MEA which allows a gas diffusion layer to be reliably attached to a preliminary product comprising a frame and a membrane.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by the device with the features of claim 1.

Die Vorrichtung zur Herstellung einer MEA mit einer Membran, einem Rahmen und einer Gasdiffusionslage umfasst eine Transporteinrichtung, die eingerichtet ist, den Rahmen als Teil einer Rahmenmaterialbahn bereitzustellen, eine erste Bearbeitungsstation, die eingerichtet ist, um einen Klebstoff auf eine erste Seite eines Vorprodukts umfassend den als Teil der Rahmenmaterialbahn bereitgestellten Rahmen sowie in Ausgestaltungen die Membran von oben aufzubringen, eine zweite Bearbeitungsstation, die eingerichtet ist, um die Gasdiffusionslage auf die mit Klebstoff beschichtete erste Seite des Vorprodukts aufzubringen, und eine zwischen der ersten Bearbeitungsstation und der zweiten Bearbeitungsstation angeordnete Wendeeinrichtung, die eingerichtet ist, um das mit Klebstoff beschichtete Vorprodukt zu wenden, sodass die erste Seite nach unten weist.The device for producing an MEA with a membrane, a frame and a gas diffusion layer comprises a transport device which is set up to provide the frame as part of a frame material web, a first processing station which is set up to apply an adhesive to a first side of a pre-product comprising the to apply the frame provided as part of the frame material web and, in embodiments, the membrane from above, a second processing station which is set up to apply the gas diffusion layer to the adhesive-coated first side of the preproduct, and a turning device arranged between the first processing station and the second processing station, which is set up to turn the pre-product coated with adhesive so that the first side faces down.

Die Begriffe „ein“, „einer“ etc. werden im Zusammenhang mit der Anmeldung als unbestimmte Artikel und nicht als Zählwörter verwendet. Insbesondere umfasst die MEA in einer Ausgestaltung zwei, beidseits der Membran angeordnete Rahmen.The terms “a”, “an” etc. are used in connection with the registration as indefinite articles and not as counting words. In particular, in one embodiment, the MEA comprises two frames arranged on both sides of the membrane.

Ebenso dienen die Begriffe „erster“ und „zweiter“ in Zusammenhang mit der Anmeldung lediglich zur Unterscheidung und geben keine Reihenfolge an.Likewise, the terms “first” and “second” in connection with the registration serve only to distinguish and do not indicate any order.

Durch die Wendeeinrichtung ist es möglich, einen Klebstoff für ein Anbringen der Gasdiffusionslage auf das Vorprodukt von oben aufzubringen. Die erste Bearbeitungsstation ist zu diesem Zweck beispielsweise als Drucker gestaltet, wobei mittels des Druckers ein präziser Klebstoffauftrag möglich ist.The turning device makes it possible to apply an adhesive for attaching the gas diffusion layer to the preliminary product from above. For this purpose, the first processing station is designed, for example, as a printer, whereby a precise application of adhesive is possible by means of the printer.

Bei einer Gestaltung der MEA mit nur einem Rahmen wird üblicherweise die GDL-A unmittelbar angrenzend an den Rahmen angebracht und die GDL-C an der gegenüberliegenden Seite, wobei zwischen dem Rahmen und der GDL-C die Membran angeordnet wird.When the MEA is designed with only one frame, the GDL-A is usually attached directly adjacent to the frame and the GDL-C on the opposite side, the membrane being arranged between the frame and the GDL-C.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zunächst die GDL-A und anschließend die GDL-C angebracht wird, wobei das mittels der Wendeeinrichtung gewendete Vorprodukt lediglich den mit Klebstoff beschichteten Rahmen umfasst. In anderen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass zunächst die GDL-C und anschließend die GDL-A angebracht wird, wobei das mittels der Wendeeinrichtung gewendete Vorprodukt den Rahmen sowie die mit Klebstoff beschichtete Membran umfasst.In one embodiment, it is provided that first the GDL-A and then the GDL-C are attached, the intermediate product turned by means of the turning device only comprising the frame coated with adhesive. In other embodiments, it is provided that first the GDL-C and then the GDL-A are attached, the intermediate product turned by means of the turning device comprising the frame and the membrane coated with adhesive.

Die Vorrichtung umfasst in einer Ausgestaltung stromabwärts der zweiten Bearbeitungsstation eine dritte Bearbeitungsstation und eine vierte Bearbeitungsstation, wobei die dritte Bearbeitungsstation eingerichtet ist, um einen Klebstoff auf eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Vorprodukts von oben aufzubringen, und wobei die vierte Bearbeitungsstation eingerichtet ist, um eine zweite Gasdiffusionslage auf die mit Klebstoff beschichtete zweite Seite des Vorprodukts aufzubringen.In one embodiment, the device comprises a third processing station and a fourth processing station downstream of the second processing station, the third processing station being set up to apply an adhesive from above to a second side of the preproduct opposite the first side, and the fourth processing station being set up to apply a second gas diffusion layer to the adhesive-coated second side of the preproduct.

Stromabwärts der vierten Bearbeitungsstation ist in einer Ausgestaltung eine fünfte Bearbeitungsstation vorgesehen, die eingerichtet ist, um den Rahmen die Membran und die Gasdiffusionslagen miteinander zu verpressen.In one embodiment, a fifth processing station is provided downstream of the fourth processing station, which is set up to press the frame, the membrane and the gas diffusion layers together.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Vorprodukt umfassend die Membran und einen oder zwei Rahmen in einem getrennten Prozess hergestellt und an der Vorrichtung in geeigneter Weise bereitgestellt wird.In one embodiment it is provided that a preliminary product comprising the membrane and one or two frames is produced in a separate process and provided in a suitable manner on the device.

In einer anderen Ausgestaltung ist stromaufwärts der ersten Bearbeitungsstation eine sechste Bearbeitungsstation vorgesehen, die eingerichtet ist, um die Membran auf den als Teil der Rahmenmaterialbahn bereitgestellten Rahmen aufzubringen, wobei vorzugsweise stromaufwärts der sechsten Bearbeitungsstation eine siebte Bearbeitungsstation vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um einen Klebstoff auf den als Teil der Rahmenmaterialbahn bereitgestellten Rahmen von oben aufzubringen.In another embodiment, a sixth processing station is provided upstream of the first processing station, which is set up to apply the membrane to the frame provided as part of the frame material web, a seventh processing station preferably being provided upstream of the sixth processing station, which is set up to apply an adhesive to be applied from above to the frame provided as part of the frame material web.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine achte Bearbeitungsstation vorgesehen, die eingerichtet ist, um in die Rahmenmaterialbahn einen Schnitt für einen Innenkontur des Rahmens einzuschneiden. Dabei erfolgt in einer Ausgestaltung lediglich ein Schnitt entlang einer Kontur ohne Durchtrennen einer Schneidunterlage, wobei ein Rest der Rahmenmaterialbahn in dem Rahmen auf der Schneidunterlage verbleibt und in einem späteren Bearbeitungsschritt entfernt wird. Ein derartiger Schnitt wird im Zusammenhang mit der Anmeldung als Konturschnitt bezeichnet. In anderen Ausgestaltungen wird der Rest an der achten Bearbeitungsstation oder unmittelbar nachfolgend zu dieser, beispielsweise bei einem Abziehen einer Schneidunterlage, entfernt.In a further embodiment, an eighth processing station is provided which is set up to cut a cut into the frame material web for an inner contour of the frame. In one embodiment, only a cut is made along a contour without severing a cutting base, with a remainder of the frame material web remaining in the frame on the cutting base and being removed in a later processing step. Such a cut is referred to as a contour cut in connection with the application. In other refinements, the remainder is removed at the eighth processing station or immediately after it, for example when a cutting board is removed.

Für einen sicheren Transport der Rahmenmaterialbahn weist die Transporteinrichtung in einer Ausgestaltung eine Trägerbahn auf, wobei eine Laminierstation vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um die Rahmenmaterialbahn mit der Trägerbahn zu verbinden, und wobei stromabwärts der zweiten Bearbeitungsstation eine Delaminierstation vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um die Trägerbahn von der Rahmenmaterialbahn vor einem Anbringen der zweiten GDL abzuziehen. Die Laminierstation ist in einer Ausgestaltung erst stromabwärts der achten Bearbeitungsstation angeordnet. In anderen Ausgestaltungen ist die Laminierstation ist stromaufwärts der achten Bearbeitungsstation angeordnet, wobei die Trägerbahn als Schneidunterlage dient, jedoch bei dem Schneidvorgang kein Durchtrennen der Trägerbahn erfolgt.For safe transport of the frame material web, the transport device in one embodiment has a carrier web, a lamination station being provided which is set up to connect the frame material web to the carrier web, and a delamination station being provided downstream of the second processing station which is set up to peel the carrier web from the frame material web before attaching the second GDL. In one embodiment, the lamination station is only arranged downstream of the eighth processing station. In other embodiments, the lamination station is arranged upstream of the eighth processing station, the carrier web serving as a cutting base, but the carrier web is not severed during the cutting process.

Die Wendeeinrichtung bildet mindestens eine Umlenkstelle für die Rahmenmaterialbahn und - sofern vorgesehen - eine Trägerbahn, wobei in einer Ausgestaltung eine erste Transportrichtung in einem ersten Abschnitt der Vorrichtung stromaufwärts der Wendeeinrichtung ungleich einer zweiten Transportrichtung in einem zweiten Abschnitt der Vorrichtung stromabwärts der Wendeeinrichtung ist. Dabei ist in einer Ausgestaltung eine Umlenkung um 180° vorgesehen. In anderen Ausgestaltungen sind eine Umlenkung um Winkel zwischen 0° und 180° vorgesehen, beispielsweise um einen Winkel von 90°.The turning device forms at least one deflection point for the frame material web and - if provided - a carrier web, wherein in one embodiment a first transport direction in a first section of the device upstream of the turning device is not the same as a second transport direction in a second section of the device downstream of the turning device. In one embodiment, a deflection by 180 ° is provided. In other refinements, a deflection through angles between 0 ° and 180 ° is provided, for example through an angle of 90 °.

In einer Ausgestaltung ist die zweite Transportrichtung entgegengesetzt der ersten Transportrichtung, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind.In one embodiment, the second transport direction is opposite to the first transport direction, the first section and the second section being arranged on different levels.

In einer anderen Ausgestaltung sind mehrere Umlenkstellen vorgesehen.In another embodiment, several deflection points are provided.

Dabei sind die Umlenkstellen in einer Ausgestaltung derart gewählt, dass die zweite Transportrichtung entgegengesetzt der ersten Transportrichtung ist und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt zumindest in wesentlichen auf einer Ebenen angeordnet sind.In one embodiment, the deflection points are selected in such a way that the second transport direction is opposite to the first transport direction and the first section and the second section are arranged at least essentially on one plane.

In einer anderen Ausgestaltung sind die Umlenkstellen derart gewählt, dass die zweite Transportrichtung gleich der ersten Transportrichtung ist.In another embodiment, the deflection points are selected such that the second transport direction is the same as the first transport direction.

Es versteht sich für den Fachmann, dass zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten der Wendeeinrichtung denkbar sind, wobei der Fachmann je nach Produkt und/oder Bauraum und/oder andere Rahmenbedingungen eine geeignete Wendeeinrichtung wählen wird. In einer Ausgestaltung umfasst die Wendeeinrichtung eine rotierende Trommel oder ein rotierendes Polygonrad. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Wendeeinrichtung in anderen Ausgestaltungen ein ortsfest angeordnetes Umlenkelement.It goes without saying for the person skilled in the art that numerous design options for the turning device are conceivable, whereby the person skilled in the art will choose a suitable turning device depending on the product and / or installation space and / or other framework conditions. In one embodiment, the turning device comprises a rotating drum or a rotating polygon wheel. Alternatively or additionally, in other configurations, the turning device comprises a deflecting element arranged in a stationary manner.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigt:

1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Further advantages and aspects of the invention emerge from the claims and from the following description of an exemplary embodiment of the invention. It shows:

1 schematically an embodiment of a device according to the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) 2 für eine Brennstoffzelle mit zwölf Bearbeitungsstationen 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 110, 111, 112. 1 shows schematically an apparatus 1 for the production of a membrane electrode assembly (MEA) 2 for a fuel cell with twelve processing stations 11 , 12th , 13th , 14th , 15th , 16 , 17th , 18th , 19th , 110 , 111 , 112 .

Die dargestellte Vorrichtung 1 dient der Herstellung einer MEA 2 mit einer Membran 20, exakt einem Rahmen 22 und zwei Gasdiffusionslagen 24, 26 in einem Prozess, wobei ein Verbinden der Lagen mittels Klebstoff 21, 23, 25 erfolgt. In anderen Ausgestaltungen wird ein Vorprodukt umfassend den Rahmen 22 und die Membran 20 oder zwei Rahmen 22 und eine dazwischen angeordnete Membran 20 bereitgestellt, sodass verschiedene Bearbeitungsstationen entfallen können.The device shown 1 is used to produce an MEA 2 with a membrane 20th , exactly one frame 22nd and two gas diffusion layers 24 , 26th in a process whereby the layers are connected by means of adhesive 21 , 23 , 25th he follows. In other refinements, a pre-product includes the frame 22nd and the membrane 20th or two frames 22nd and a membrane disposed therebetween 20th provided so that different processing stations can be omitted.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Transporteinrichtung 10, die eingerichtet ist, den Rahmen 22 als Teil einer Rahmenmaterialbahn 220 bereitzustellen. Die Transporteinrichtung 10 umfasst eine Trägerbahn 100, wobei eine als Laminierstation 111 gestaltete Bearbeitungsstation vorgesehen ist, um die Rahmenmaterialbahn 220 mit der Trägerbahn 100 zu verbinden, und wobei eine Delaminierstation 112 vorgesehen ist, um die Trägerbahn 100 von der Rahmenmaterialbahn vor einem Anbringen der zweiten Gasdiffusionslage 26 abzuziehen.The device 1 comprises a transport device 10 that is set up the frame 22nd as part of a sheet of frame material 220 provide. The transport device 10 comprises a carrier web 100 , one as a lamination station 111 designed processing station is provided to the frame material web 220 with the carrier web 100 to connect, and being a delamination station 112 is provided to the carrier web 100 of the frame material web prior to the application of the second gas diffusion layer 26th deduct.

Die dargestellte Vorrichtung 1 ermöglicht einen Klebstoffauftrag für ein Anbringen beider Gasdiffusionslage 24, 26 von oben, ohne die Notwendigkeit, den Klebstoff 23, 25 auf der Gasdiffusionslage 24, 26 aufzubringen.The device shown 1 enables adhesive to be applied for attaching both gas diffusion layers 24 , 26th from above without the need to use the glue 23 , 25th on the gas diffusion layer 24 , 26th to raise.

Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung 1 eine als Wendeeinrichtung 110 gestaltete Bearbeitungsstation, welche zwischen einer ersten Bearbeitungsstation 11, die eingerichtet ist, um einen Klebstoff 23 auf eine erste Seite eines Vorprodukts umfassend den als Teil der Rahmenmaterialbahn 220 bereitgestellten Rahmen 22 und die Membran 20 von oben aufzubringen, und einer zweiten Bearbeitungsstation 12, die eingerichtet ist, um die Gasdiffusionslage 24 auf die mit Klebstoff 23 beschichtete erste Seite des Vorprodukts aufzubringen, angeordnet ist.To this end, the device comprises 1 one as a turning device 110 designed processing station, which is between a first processing station 11 that is set up to use an adhesive 23 on a first side of a pre-product comprising as part of the frame material web 220 provided framework 22nd and the membrane 20th to be applied from above, and a second processing station 12th that is set up around the gas diffusion layer 24 on those with glue 23 to apply coated first side of the preliminary product, is arranged.

Die Wendeeinrichtung 110 ist eingerichtet, um das Vorprodukt zu wenden, sodass die mit Klebstoff 23 beschichtete erste Seite nach dem Wenden unten weist. Die Wendeeinrichtung 110 kann durch den Fachmann geeignet gestaltet werden, wobei ein Wenderadius und eine Umlenkung des Vorprodukts beim Wenden je nach Anwendungsfall auslegbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Umlenkung um 180°, wobei ein erster Abschnitt der Vorrichtung 1 stromaufwärts der Wendeeinrichtung 110 und ein zweiter Abschnitt der Vorrichtung 1 stromabwärts der Wendeeinrichtung 110 auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Eine durch einen Pfeil dargestellte erste Transportrichtung 101 in dem ersten Abschnitt ist dabei entgegengerichtet zu einer durch einen Pfeil dargestellte zweiten Transportrichtung 102 in dem zweiten Abschnitt. Diese Anordnung ist jedoch lediglich beispielhaft. In anderen Ausgestaltungen erfolgt eine mehrfache Umlenkung, sodass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt nebeneinander angeordnet werden können. In wieder anderen Ausgestaltungen erfolgt eine Umlenkung um 90°.The turning device 110 is set up to turn the pre-product so that the with glue 23 coated first side faces down after turning. The turning device 110 can be designed in a suitable manner by a person skilled in the art, a turning radius and a deflection of the preliminary product when turning can be designed depending on the application. In the exemplary embodiment shown, there is a deflection by 180 °, with a first section of the device 1 upstream of the turning device 110 and a second section of the device 1 downstream of the turning device 110 are arranged on different levels. A first transport direction shown by an arrow 101 the first section is directed in the opposite direction to a second transport direction shown by an arrow 102 in the second section. However, this arrangement is only exemplary. In other configurations there is a multiple deflection so that the first section and the second section can be arranged next to one another. In yet other configurations, there is a deflection by 90 °.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Klebstoff 23 derart aufgebracht, dass die Membran 20 an ihren außen liegenden Rändern von dem Klebstoff 23 gehalten ist. Die erste Bearbeitungsstation 11 ist beispielsweise als Drucker gestaltet.In the illustrated embodiment, the adhesive 23 applied in such a way that the membrane 20th at their outer edges from the adhesive 23 is held. The first processing station 11 is designed as a printer, for example.

Die Wendestation 110 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel stromaufwärts einer dritte Bearbeitungsstation 13 und einer vierten Bearbeitungsstation 14 angeordnet, welche eingerichtet sind, um einen Klebstoff 25 auf eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Vorprodukts von oben aufzubringen, und um eine zweite Gasdiffusionslage 26 auf die mit Klebstoff beschichtete zweite Seite des Vorprodukts aufzubringen. Durch die Anordnung der Wendestation 110 stromaufwärts der dritten und der vierten Bearbeitungsstation 13, 14 ist es möglich, auf eine Umlenkung eines Vorprodukts, an welchem bereits eine Gasdiffusionslage angebracht ist, zu verzichten.The turning station 110 is in the illustrated embodiment upstream of a third processing station 13th and a fourth processing station 14th arranged, which are set up to an adhesive 25th to be applied from above to a second side of the preliminary product opposite the first side, and to a second gas diffusion layer 26th to be applied to the adhesive-coated second side of the preproduct. Due to the arrangement of the turning station 110 upstream of the third and fourth processing stations 13th , 14th it is possible to dispense with a deflection of a preliminary product to which a gas diffusion layer is already attached.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Klebstoff 25 mittels der vierten Bearbeitungsstation 14 derart aufgebracht, dass die Membran 20 eine Innenkontur des Rahmens 22 ebenfalls mit dem Klebstoff 25 gehalten ist.In the illustrated embodiment, the adhesive 25th by means of the fourth processing station 14th applied in such a way that the membrane 20th an inner contour of the frame 22nd also with the glue 25th is held.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist stromabwärts der vierten Bearbeitungsstation 14 eine fünfte Bearbeitungsstation 15 vorgesehen, um den Rahmen 22, die Membran 20 und die zwei Gasdiffusionslagen 24, 26 miteinander zu verpressen.In the illustrated embodiment, the fourth processing station is downstream 14th a fifth processing station 15th provided to the frame 22nd , the membrane 20th and the two gas diffusion layers 24 , 26th to be pressed together.

Wie oben erwähnt, dient die dargestellte Vorrichtung 1 der Herstellung der Membran-Elektroden-Anordnung 2 in einem durchgängigen Prozess. Stromaufwärts der ersten Bearbeitungsstation 11 ist daher eine sechste Bearbeitungsstation 16 vorgesehen, um die Membran 20 auf den als Teil der Rahmenmaterialbahn 220 bereitgestellten Rahmen 22 aufzubringen, wobei stromaufwärts der sechsten Bearbeitungsstation 16 eine siebte Bearbeitungsstation 17 vorgesehen ist, um einen Klebstoff 21 auf den als Teil der Rahmenmaterialbahn 220 bereitgestellten Rahmen 22 aufzubringen.As mentioned above, the device shown serves 1 the production of the membrane-electrode assembly 2 in a continuous process. Upstream of the first processing station 11 is therefore a sixth processing station 16 provided to the diaphragm 20th as part of the frame material web 220 provided framework 22nd to be applied, upstream of the sixth processing station 16 a seventh processing station 17th is provided to an adhesive 21 as part of the frame material web 220 provided framework 22nd to raise.

Stromaufwärts der siebten Bearbeitungsstation 17 ist eine achte Bearbeitungsstation 18 vorgesehen, um in die auf der Trägerbahn 100 angeordnete Rahmenmaterialbahn 220 einen Schnitt für einen Innenkontur des Rahmens 22 einzuschneiden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dabei lediglich ein Konturschnitt, wobei die Rahmenmaterialbahn 220, nicht jedoch die Trägerbahn 100 durchtrennt wird und ein durch die Innenkontur begrenzter Rest 222 des Rahmenmaterials 220 auf der Trägerbahn 100 verbleibt. Der Rest 222 wird gemeinsam mit der Trägerbahn 100 an der Delaminierstation 112 abgezogen. In anderen Ausführungsbeispielen wird der Rest 222 bereits an der achten Bearbeitungsstation abgezogen.Upstream of the seventh processing station 17th is an eighth processing station 18th provided to put in on the carrier web 100 arranged frame material web 220 a section for an inner contour of the frame 22nd to cut into. In the illustrated embodiment, only a contour cut is made, the frame material web 220 but not the carrier web 100 is severed and a remainder limited by the inner contour 222 of the frame material 220 on the carrier web 100 remains. The rest 222 is shared with the carrier web 100 at the delamination station 112 deducted. In other embodiments, the rest 222 already withdrawn at the eighth processing station.

Für eine Vereinzelung der MEA 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine neunte Bearbeitungsstation 19 vorgesehen. Die Bearbeitungsstation 19 ist dabei durch den Fachmann geeignet gestaltbar, wobei beispielsweise bei einem Vereinzeln auch Anschlüsse oder dergleichen in den Rahmen 22 eingebracht werden können.For a separation of the MEA 2 is a ninth processing station in the illustrated embodiment 19th intended. The processing station 19th is suitable for those skilled in the art can be designed, with connections or the like in the frame, for example, in the event of a separation 22nd can be introduced.

Die Wendestation 110, die Laminierstation 111 und die Delaminierstation 112 werden auch als zehnte, elfte und zwölfte Bearbeitungsstation bezeichnet. Die Nummerierung der Bearbeitungsstationen dient dabei lediglich der Unterscheidung.The turning station 110 who have favourited the lamination station 111 and the delamination station 112 are also referred to as the tenth, eleventh and twelfth processing stations. The numbering of the processing stations only serves to distinguish them.

Die dargestellte Anordnung der Bearbeitungsstationen 11, ... 19, 110, 111, 112 ist lediglich beispielhaft und für eine Realisierung können einzelne Bearbeitungsstationen im Verhältnis größer oder kleiner gestaltet sein und/oder näher zueinander oder mit größerem Abstand angeordnet sein. Zudem können weitere Bearbeitungsstationen vorgesehen sein und/oder Bearbeitungsstationen als gemeinsame Einheiten gestaltet sein.The illustrated arrangement of the processing stations 11 , ... 19th , 110 , 111 , 112 is merely an example and, for implementation, individual processing stations can be made larger or smaller in proportion and / or arranged closer to one another or at a greater distance. In addition, further processing stations can be provided and / or processing stations can be designed as common units.

In einer anderen Ausgestaltung sind die sechste und die siebte Bearbeitungsstation 16, 17 stromabwärts der Wendeeinrichtung 110 vorgesehen.In another embodiment, the sixth and the seventh processing station are 16 , 17th downstream of the turning device 110 intended.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015010440 A1 [0003]

Claims

Device for producing a membrane-electrode assembly (2) for a fuel cell, the membrane-electrode assembly (2) comprising a membrane (20), a frame (22) and a gas diffusion layer (24), with a. a transport device (10) which is set up to provide the frame (22) as part of a frame material web (220), b. a first processing station (11) which is set up to apply an adhesive (23) from above to a first side of a preliminary product comprising the frame (22) provided as part of the frame material web (220), and c. a second processing station (12) which is set up to apply the gas diffusion layer (24) to the adhesive-coated first side of the preliminary product, characterized in that a turning device (110 ) is provided, which is set up to turn the pre-product so that the first side faces down.

Device according to Claim 1 , characterized in that a third processing station (13) and a fourth processing station (14) are provided downstream of the second processing station (12), the third processing station (13) being set up to apply an adhesive (25) to one of the first side opposite to apply the second side of the preliminary product from above, and wherein the fourth processing station (14) is set up to apply a second gas diffusion layer (26) to the adhesive-coated second side of the preliminary product.

Device according to Claim 2 , characterized in that a fifth processing station (15) is provided downstream of the fourth processing station (14), which is set up to press the frame (22), the membrane (20) and the gas diffusion layers (24, 26) together.

Device according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that upstream of the first processing station (11) a sixth processing station (16) is provided, which is set up to apply the membrane (20) to the frame (22) provided as part of the frame material web (220), preferably upstream the sixth processing station (16) a seventh processing station (17) is provided which is set up to apply an adhesive (21) from above to the frame (22) provided as part of the frame material web (220).

Device according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that an eighth processing station (18) is provided, which is set up to cut a cut for an inner contour of the frame (22) in the frame material web (220).

Device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the transport device (10) comprises a carrier web (100), wherein a lamination station (111) is provided which is set up to connect the frame material web (220) to the carrier web (100), and wherein downstream of the second Processing station (12) a delamination station (112) is provided which is set up to pull the carrier web (100) off the frame material web (220).

Device according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that a first transport direction (101) in a first section of the device (1) upstream of the turning device (110) is unequal to a second transport direction (102) in a second section of the device (1) downstream of the turning device (110).

Device according to Claim 7 , characterized in that the second transport direction (102) is opposite to the first transport direction (101), wherein the first section and the second section are preferably arranged on different levels.

Device according to Claim 7 , characterized in that the first transport direction and the second transport direction enclose an angle between 0 ° and 180 °, in particular enclose an angle of 90 °.

Device according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the turning device (110) has more than one deflection point.

Device according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the turning device (110) comprises a rotating drum or a rotating polygonal wheel and / or a stationary deflection element.