EP4197048A1

EP4197048A1 - Spann- und haltevorrichtung

Info

Publication number: EP4197048A1
Application number: EP21763026.8A
Authority: EP
Inventors: Lukas KUEHNE; Philipp Freiheit; Stefan GRANZOW; Markus Ochs; Stefan Narberhaus
Original assignee: ContiTech AG
Current assignee: Contitech Deutschland GmbH
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2023-06-21
Also published as: CN116114092A; WO2022033970A1; US20230327168A1; DE102020210372A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spann- und Haltevorrichtung (6) mit mindestens einem Spannmittel (12a, 12b, 13a, 13b) für einen unter Vorspannung fixierbaren, kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand (1), wobei der Gegenstand an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils eine Endplatte (4, 5) aufweist. Gemäß der an die Erfindung gerichteten Aufgabe soll diese Spann- und Haltevorrichtung besonders einfach montierbar und kostengünstig herstellbar sein. Hierzu ist vorgesehen, dass an mindestens einer der Endplatten zwei seitlich gegenüberliegende, sich senkrecht zur Stapel- und Vorspannrichtung (3) sowie parallel zueinander erstreckende Halterungen (7, 8; 14, 15) zur Aufnahme von jeweils einer zugeordneten Haltestange (19, 20; 21, 22) angeordnet oder ausgebildet sind, dass die Halterungen von der jeweiligen Endplatte seitlich abstehen, dass die Halterungen in Längsrichtung derselben Aussparungen (10a, 10b; 11a, 11 b; 17a, 17b; 18a, 18b) zur Führung für ein oder mehrere die Haltestangen umschlingende, als elastische Endlosbänder ausgebildete Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) aufweisen, dass die Haltestangen im vorgespannten Zustand des Gegenstands (1) im kraftschlüssigen Eingriff mit den jeweiligen Halterungen (7, 8; 14, 15) sind, und dass die Endplatten (4, 5) mittels des wenigstens einen Spannmittels (12a, 12b; 13a, 13b) gegeneinander verspannt sind.

Description

Beschreibung

Spann- und Haltevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Spann- und Haltevorrichtung mit mindestens einem Spannmittel für einen unter Vorspannung fixierbaren, kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand, wobei der Gegenstand an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils eine Endplatte aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Spann- und Haltevorrichtung sowie einen Brennstoffzellenstapel, der mit einer solchen Spann- und Haltevorrichtung fixierbar und vorspannbar ist.

Spann- und Haltevorrichtungen zum Spannen von Gegenständen sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Im Bereich der Brennstoffzellenherstellung werden Spann- und Haltevorrichtungen benötigt, um einen Brennstoffzellenstapel, häufig auch Brennstoffzellenstack genannt, bestehend aus einer Vielzahl von längs einer Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Einzelzellen, zu fixieren. Durch die elektrische Reihenschaltung der Einzelzellen wird eine für viele technische Anwendungen notwendige hohe Betriebsspannung, beispielsweise von mehreren 100 V im Kraftfahrzeugbereich, erreicht. Üblicherweise schließt jeweils eine Endplatte den Brennstoffstapel stirnseitig ab. Diese Endplatten weisen in der Regel außer Stromanschlusskontakten verschiedene Anschlüsse und Durchführungen für die Zufuhr beziehungsweise Abfuhr von Brennstoff, Abgas und Kühlmittel sowie gegebenenfalls Befestigungsflansche auf. Solche Brennstoffzellenstapel mit Endplatten müssen mit relativ hohen Vorspannkräften gegeneinander verspannt werden, um eine einwandfreie Funktion des Brennstoffzellenstapels hinsichtlich Dichtheit und elektrischer Konnektivität zu gewährleisten.

Da sich der Brennstoffzellenstapel temperaturbedingt im Betrieb ausdehnt, soll die Spann- und Haltevorrichtung einerseits eine hohe Sicherheit gegen Bruch oder Reißen bieten, andererseits jedoch durch federnde Eigenschaften eine nicht unerhebliche Geometrie- und/oder Abmessungsänderung des Brennstoffzellenstapels zulassen, ohne dabei einen Toleranzbereich der notwendigen Spannkraft zu verlassen. Zur Vorspannung eines Brennstoffzellenstapels ist es bekannt, die Endplatten mit umlaufenden oder teilweise umlaufenden Spannbändern aus Stahl oder Kunststoff gegeneinander zu verspannen.

So ist aus der DE 10 2006 028 498 B4 ein Brennstoffzellenstapel mit einer Spannvorrichtung bekannt, bei der sich mehrere Spannbänder aus Stahl oder Kunststoff um eine Endplatte herum erstrecken und mit ihren Enden jeweils an einer gegenüberliegenden Endplatte befestigt sind. In die Spannbänder sind federnde Längenausgleichselemente integriert, um unterschiedliche Längenausdehnungen des Brennstoffzellenstapels sowie der Spannbänder im Betrieb zu kompensieren, und dennoch eine ausreichend hohe Kontaktkraft beziehungsweise Dichtkraft zwischen den Brennstoffzelleneinheiten mittels der Spannvorrichtung erzeugen zu können.

Außerdem sind Spannvorrichtungen für Brennstoffzellenstapel bekannt, welche aus einer Kombination von Zugankern aus Stahl und Federelementen, wie Tellerfedern bestehen, wobei die Zuganker jeweils an den beiden Endplatten befestigt sind.

Die DE 10 2017 212 085 A1 zeigt einen Brennstoffzellenstapel mit einer Spannvorrichtung, die zwei oder mehr Querträger umfasst, welche sich zumindest näherungsweise senkrecht zur Stapelrichtung erstrecken, und wobei an jedem Ende des Brennstoffzellenstapels jeweils mindestens ein Querträger angeordnet ist. Die Querträger sind mittels Spannelementen, wie Gewindestangen, welche an den Querträgern verschraubt sind, aufeinander zuziehbar, um den Brennstoffzellenstapel einzuspannen, wobei die Querträger über Tellerfedern mit den Endplatten des Brennstoffzellenstapels federnd verbunden sind. Weitere Spannvorrichtungen für Brennstoffzellenstapel, welche einzelne oder Pakete von Federelementen, wie Tellerfedern oder Spiralfedern, aufweisen, sind aus der DE 10 2016 122 442 A1 und der DE 10 2012 219 022 A1 bekannt.

Die bekannten Spannvorrichtungen für Brennstoffzellenstapel, welche Kombinationen von nicht dehnfähigen Bändern, wie Stahlbändern, starren Spannrahmen oder Spanngehäusen einerseits und Federelementen andererseits verwenden, um einen Gegenstand mit geometrie- und/oder abmessungsveränderlichen Bauteilen, insbesondere einen Brennstoffzellenstapel, zu fixieren und gleichzeitig eine Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels zu ermöglichen sowie eine bestimmte Vorspannung einzuhalten, bilden meistens einen vergleichsweise hohen zusätzlichen Kostenfaktor bei der Brennstoffzellenherstellung. Zudem vergrößern derartige Spannvorrichtungen das Eigengewicht eines Brennstoffzellenstapels nicht unerheblich.

Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spann- und Haltevorrichtung für einen unter Vorspannung fixierbaren, kubischen oder quaderförmigen Gegenstand vorzuschlagen, dessen Bauteile ihre Geometrie oder zumindest deren Abstand zueinander verändern. Diese Spann- und Haltevorrichtung soll einfach und betriebssicher montierbar sowie kostengünstig herstellbar sein. Insbesondere soll eine solche Spann- und Haltevorrichtung zur sicheren Fixierung und Vorspannung eines Brennstoffzellenstapels geeignet sein. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Montage einer solchen Spann- und Haltevorrichtung anzugeben. Schließlich soll ein Brennstoffzellenstapel vorgestellt werden, welcher mittels einer erfindungsgemäßen Spann- und Haltevorrichtung elastisch zusammengehalten wird.

Die Lösung dieser Aufgaben ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung in den zugeordneten abhängigen Ansprüchen definiert sind.

Die Erfindung betrifft daher zunächst eine Spann- und Haltevorrichtung mit mindestens einem Spannmittel für einen unter Vorspannung fixierbaren, kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand, wobei der Gegenstand an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils eine Endplatte aufweist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe hinsichtlich der Schaffung einer Spann- und Haltevorrichtung sieht die Erfindung vor, dass an mindestens einer der Endplatten zwei seitlich gegenüberliegende, sich senkrecht zur Vorspannrichtung und parallel zueinander erstreckende Halterungen zur Aufnahme von jeweils einer zugeordneten Haltestange angeordnet oder ausgebildet sind, dass die Halterungen von der Endplatte seitlich abstehen, dass die Halterungen in Längsrichtung derselben Aussparungen zur Führung für ein oder mehrere die Haltestangen umschlingende, als elastische Endlosbänder ausgebildete Spannmittel aufweisen, dass die Haltestangen im vorgespannten Zustand des Gegenstands im kraftschlüssigen Eingriff mit den jeweiligen Halterungen sind, und dass die Endplatten mittels des wenigstens einen Spannmittels gegeneinander verspannt sind.

Die folgende Begriffserklärung ist zu beachten: Beim einem Spannmittel handelt es sich um ein flaches elastisches Endlosband beziehungsweise um einen flachen elastischen Endlosriemen, beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Die-Elastomer (EPDM). Bei einer Haltestange handelt es sich im Vergleich mit ihrem Durchmesser um ein langgestrecktes Element, etwa um einen Stab oder eine Welle, beispielsweise mit einer kreisförmigen oder kreisähnlichen Querschnittsgeometrie. Bei einer Halterung handelt es sich im Zusammenhang mit der zu erläuternden Erfindung um einen langestreckten seitlichen Ansatz an einer Endplatte für einen zu verspannenden Gegenstand beziehungsweise für einen zu verspannenden Brennstoffzellenstapel. Bei einer quaderförmigen Endplatte ist eine solche Halterung vorzugsweise an dessen Längsseite ausgebildet oder angeordnet. Eine derartige Endplatte hat vorzugsweise an jeder ihrer beiden Längsseiten eine solche Halterung. Jede Halterung weist eine Rinne zur Aufnahme einer Haltestange auf, wobei diese Rinne durch Aussparungen in der Halterung zum Durchlässen von Spannmitteln in einzelne Abschnitte unterteilt ist. Die jeweilige Rinne hat beispielsweise eine halbkreisförmige, U-förmige oder V-förmige Geometrie. Bei einem Montagewerkzeug handelt es sich um ein langgestrecktes rohrförmiges oder rinnenförmiges Element, beispielsweise eine Hohlwelle oder dergleichen, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der diesem Montagewerkzeug zugeordneten Haltestange. Das Montagewerkzeug dient zur temporären Aufnahme der Haltestange zu Montagezwecken.

Außerdem ist folgender Hinweis zu beachten. Die in der weiteren Beschreibung verwendeten richtungsanzeigenden Begriffe „oben“ und „unten“ sowie deren Ableitungen dienen lediglich einer einfachen Orientierung bei der Betrachtung eines Brennstoffzellenstapels in den Figuren. Ebenso können die Begriffe „links“ und „rechts“ synonym verwendet werden.

Die vorgeschlagene Spann- und Haltevorrichtung ist einfach und kostengünstig herstellbar sowie mit wenigen Montageschritten montierbar. Die Halterungen sind vorzugsweise einstückig an den Endplatten integriert. Bei den Endplatten mit den daran integrierten Halterungen kann es sich um Spritzgussteile aus Metall oder Kunststoff handeln, sie können aber auch durch Fräsen hergestellt sein. Es werden lediglich die zugeordneten Haltestangen und die elastischen Spannmittel als separate Bauteile benötigt, sodass auch die ansonsten üblichen Kosten für Spannwerkzeuge nicht entstehen. Zudem ist auch der Montageaufwand gering.

Die vorgeschlagene Spann- und Haltevorrichtung ist insbesondere zur sicheren Fixierung und Vorspannung eines Brennstoffzellenstapels vorteilhaft einsetzbar. Geeignete elastische Endlosbänder mit den geforderten Spezifikationen hinsichtlich Größe, Festigkeit, Haltbarkeit und chemischer Beständigkeit sind relativ kostengünstig am Markt verfügbar und weisen zudem im Vergleich zu Anordnungen mit Stahlbändern und Federpaketen ein geringeres Eigengewicht auf.

Grundsätzlich ist die Nutzung einer erfindungsgemäßen Spann- und Haltevorrichtung jedoch nicht auf Brennstoffzellenstapel begrenzt, sondern auch zum Verspannen von beliebigen, ihre Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenständen mittels elastischen Bändern geeignet, an denen die Halterungen für die Spannmittel gemäß der Erfindung angeordnet sind oder befestigt werden können, und bei denen einen konstante Vorspannkraft erreicht sowie gleichzeitig beispielsweise eine Ausdehnung des seine Geometrie veränderlichen Gegenstands zugelassen sein soll.

Gemäß einer ersten, konstruktiv weiter ausgebildeten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an jeder Endplatte jeweils zwei seitlich gegenüberliegende Halterungen zur Aufnahme jeweils einer zugeordneten Haltestange angeordnet oder ausgebildet sind, und dass im vorgespannten Zustand des Gegenstands jeweils eine Halterung einer Endplatte mittels jeweils mindestens eines Spannmittels mit einer gegenüberliegenden Halterung der anderen Endplatte verspannt ist.

Demnach können die Endplatten mit dem dazwischen angeordneten Gegenstand auf zwei Seiten mit jeweils mindestens einem Spannmittel gegeneinander verspannt werden. Der Gegenstand wird also nicht von den Spannmitteln umschlungen. Oder mit anderen Worten ausgedrückt: Es wird kein Spannmittel über eine der Endplatten hinweggeführt. Dadurch stehen die freien Oberflächen der beiden Endplatten uneingeschränkt für die Anordnung von elektrischen Kontakten, verschiedenen Anschlüssen und Durchführungen für die Zufuhr beziehungsweise Abfuhr von Brennstoff, Abgas und Kühlmittel sowie für die Anbringung von Befestigungsflanschen zur Verfügung. Zusätzlich ist an den beiden Endplatten Bauraum für eine direkte Integration von Sensoren an den Endplatten vorhanden, beispielsweise zur Messung von Drücken und Temperaturen. Außerdem wird eine sichere Fixierung des Gegenstandes mit einer flächig gleichmäßig verteilten Spannkraft auf den Gegenstand erreicht.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass lediglich an einer der beiden Endplatten zwei seitlich gegenüberliegende Halterungen zur Aufnahme jeweils einer zugeordneten Haltestange angeordnet oder ausgebildet sind, und dass im vorgespannten Zustand die beiden Halterungen der Endplatte mittels mindestens eines Spannmittels miteinander verspannt sind, wobei das mindestens eine Spannmittel die gegenüberliegende andere Endplatte umschlingt.

Bei dieser besonders einfachen Anordnung sind demnach nur an einer Endplatte konstruktive Maßnahmen, nämlich die Anbringung oder Ausbildung zweier seitlicher Halterungen erforderlich. Die zweite Endplatte kann eine unveränderte herkömmliche Endplatte sein. Zudem sind lediglich zwei Haltestangen für die zwei Halterungen der einen Endplatte notwendig. Dadurch werden die Anzahl der Bauteile und das Eigengewicht der Vorrichtung noch weiter verringert und die Herstellkosten zusätzlich reduziert. Das Spannmittel wird demnach über die zweite Endplatte geführt und mit Spannung mit den Haltestangen in die beiden Halterungen der ersten Endplatte eingehängt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Anordnung kann vorgesehen sein, dass die von dem mindestens einen Spannmittel umschlungene zweite Endplatte zumindest in einem Oberflächenbereich derselben, über den das mindestens eine Spannmittel verläuft, eine Führungshilfe aufweist. Diese Führungshilfe kann beispielsweise eine Leitschiene oder dergleichen sein. Möglich ist auch eine gewölbte oder in den Kantenbereichen abgerundete Oberfläche der Endplatte.

Dadurch wird ein Verrutschen des Spannmittels auf der umschlungenen Endplatte bei der Montage oder im Betrieb sicher vermieden. Das Spannmittel kann sich demnach an die freie Oberfläche der zweiten Endplatte anschmiegen. Eine Wölbung oder Abrundung der Kanten der jeweiligen Endplatte stellt dabei sicher, dass das jeweilige Spannmittel nicht durch eine linienförmige Krafteinwirkung mechanisch überlastet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch eine solche Wölbungsgeometrie der Spannungsverlauf in der jeweiligen Endplatte und deren Verformung im Hinblick auf zuvor festgelegte Anforderungen optimiert sind.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass mehrere als Endlosriemen ausgebildete Spannmittel auf einer Haltestange nebeneinander angeordnet sind. Dadurch können einerseits besonders große Spannkräfte erzeugt werden. Andererseits wird eine besonders gleichmäßige Kraftverteilung auf den vorgespannten Gegenstand erreicht.

Weiter kann vorgesehen sein, dass Mittel für ein Nachspannen des Gegenstandes an mindestens einer Halterung und/oder an mindestens einer Haltestange ausgebildet oder befestigt sind. Dadurch kann die Vorspannung des Gegenstands genau eingestellt und bedarfsweise jederzeit korrigiert werden. Dies kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch erreicht werden, dass ein erstes Mittel für ein Nachspannen des Gegenstandes eine Haltestange ist, welche als eine Welle mit einer exzentrischen Querschnittsgeometrie ausgebildet ist. Die Haltestange ist in einer dazu geometrisch passend ausgebildeten Halterung um deren Längsachse drehbar sowie in einer verdrehten Stellung festlegbar. Hierdurch kann das auf der Haltestange aufgelegte Spannmittel stärker oder schwächer gedehnt und die auf den Gegenstand ausgeübte Spannkraft des Spannmittels entsprechend der Dehnung des Spannmittels erhöht oder verringert werden. Diese Anordnung erlaubt eine Korrektur der Spannkraft, sowohl in Richtung einer Lockerung, also einer geringeren Vorspannung, als auch in Richtung einer Straffung, also einer höheren Vorspannung des Gegenstandes.

Als ein besonders einfaches Mittel zur Nachspannung des Gegenstandes kann ein Abstandshalter vorgesehen sein, welcher in die Halterung zwischen einer Vertiefung oder Rinne der Halterung und der Haltestange einlegbar ist, um das auf der Haltestange aufgelegte Spannmittel stärker zu dehnen und die auf den Gegenstand ausgeübte Spannkraft des Spannmittels zu erhöhen.

Zur Montage einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spann- und Haltevorrichtung an einem kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand, welcher endseitig mit jeweils einer Endplatte abgedeckt ist, sieht die Erfindung die nachfolgend beschriebenen drei Verfahrensvananten vor:

Montageschritte gemäß Variante Nr. 1 : a) Jeweils wenigstens ein elastisches, endloses Spannmittel mit Untermaß auf eine erste obere Haltestange und eine zweite obere Haltestange sowie auf eine zugeordnete erste untere Haltestange und eine zugeordnete zweite untere Haltestange auflegen, b) die beiden oberen Haltestangen an einer ersten Endplatte in deren erste Halterung beziehungsweise in deren zweite Halterung einlegen, c) den Gegenstand mittels der Einwirkung einer Kraft auf eine der Endplatten vorspannen, d) die beiden unteren Haltestangen an der zweiten Endplatte in deren dritte Halterung beziehungsweise in deren vierte Halterung einlegen, e) die Endplatte von der Kraft entlasten.

Montageschritte gemäß Variante Nr. 2: f) jeweils wenigstens ein elastisches, endloses Spannmittel mit Untermaß auf eine erste obere Haltestange beziehungsweise eine zweite obere Haltestange auflegen, g) das wenigstens eine auf der ersten oberen Haltestange aufliegende Spannmittel auf ein erstes rohrförmiges oder rinnenförmiges Montagewerkzeug auflegen, h) das wenigstens eine auf der zweiten oberen Haltestange aufliegende Spannmittel auf ein zweites rohrförmiges oder rinnenförmiges Montagewerkzeug auflegen, i) die beiden oberen Haltestangen an der ersten Endplatte in eine dortige erste Halterung beziehungsweise in eine dortige zweite Halterung einlegen, j) den Gegenstand mittels der Einwirkung einer Kraft auf eine der Endplatten vorspannen, k) das erste Montagewerkzeug unter Mitnahme der dort aufliegenden Spannmittel an der zweiten Endplatte in eine dortige dritte Halterung und das zweite Montagewerkzeug unter Mitnahme der dort aufliegenden Spannmittel an der zweiten Endplatte in eine dortige vierte Halterung einlegen, l) jeweils eine erste untere Haltestange in das erste Montagewerkzeug und eine zweite untere Haltestange in das zweite Montagewerkzeug einführen, m) die beiden Montagewerkzeuge unter Zurücklassen der beiden unteren Haltestangen und der Spannmittel von der zugeordneten Halterung an der zweiten Endplatte entfernen, n) die Endplatte von der Kraft entlasten.

Montageschritte gemäß Variante Nr. 3: o) wenigstens ein elastisches, endloses Spannmittel mit Untermaß auf eine erste Haltestange auflegen, p) die erste Haltestange an der ersten Endplatte in eine erste Halterung einlegen, q) den Gegenstand mittels der Einwirkung einer Kraft auf eine der Endplatten vorspannen, r) das wenigstens eine endlose elastische Spannmittel auf eine zweite Haltestange auflegen und diese unter Mitnahme des wenigstens einen Spannmittels über die zweite Endplatte hinweg zurück zur ersten Endplatte führen sowie dort die zweite Haltestange in die zweite Halterung der ersten Endplatte einlegen, s) nur bei Verwendung eines Montagewerkzeugs: Jeweils eine Haltestange in das zugeordnete Montagewerkzeug einführen, das Montagewerkzeug in eine zugeordnete Halterung einlegen und nach Verfahrensschritt r) das Montagewerkzeug unter Zurücklassen der Haltestange sowie der Spannmittel von der jeweiligen Halterung entfernen, t) die Endplatte von der Kraft entlasten.

Eine Kombination der Montageschritte dieser drei Varianten ist möglich, und zwar in Abhängigkeit davon, ob und wie viele Montagewerkzeuge genutzt werden.

Demnach kann die Montage einer erfindungsgemäßen Spann- und Haltevorrichtung zum Vorspannen und Fixieren eines Brennstoffzellenstapels mit einer oberen Endplatte und einer unteren Endplatte beispielsweise wie folgt durchgeführt werden: Mehrere elastische Endlosbänder, beispielsweise ein erstes elastisches Endlosband und ein zweites elastisches Endlosband, werden nebeneinander an einem oberen Aufhängepunkt (obere, erste Endplatte) auf eine erste Haltestange und an einem unteren Aufhängepunkt (untere, zweite Endplatte) auf ein erstes Montagewerkzeug gelegt. Bei einem solchen weitgehend ringförmigen Endlosband erfolgt dies durch ein Anlegen der jeweiligen Haltestange beziehungsweise des Montagewerkzeugs an die radiale Innenseite des Endlosbands. Alternativ dazu können, ohne das erste Montagewerkzeug zu verwenden, die beiden ersten und zweiten Endlosbänder am unteren Aufhängepunkt direkt auf eine dritte Haltestange gelegt werden.

Desgleichen werden ein drittes elastisches Endlosband und ein viertes elastisches Endlosband nebeneinander an einem oberen Aufhängepunkt (obere, erste Endplatte) auf eine zweite Haltestange und an einem unteren Aufhängepunkt (untere, zweite Endplatte) auf ein zweites Montagewerkzeug gelegt. Alternativ dazu können, ebenfalls ohne das zweite Montagewerkzeug zu verwenden, die beiden dritten und vierten Endlosbänder am unteren Aufhängepunkt direkt auf eine vierte Haltestange gelegt werden.

Die derart bestückten Haltestangen beziehungsweise Montagewerkzeuge an den oberen Aufhängepunkten werden in die betreffenden Halterungen an der oberen Endplatte eingelegt. Die Positionierung der Endlosbänder und das Führen sowie Festhalten der Haltestangen beziehungsweise der Montagewerkzeuge kann manuell mit einem einfachen Werkzeug oder automatisiert, beispielsweise mithilfe eines Roboterarms und/oder mithilfe eines Spindeltriebs erfolgen.

Anschließend wird der Brennstoffzellenstapel mit einer flächigen Kraftbelastung, wie beispielsweise durch das Absenken einer definierten Masse oder das Ausüben eines definierten hydraulischen Druckes, auf eine Endplatte, beispielsweise auf die obere Endplatte, beaufschlagt und dadurch federnd komprimiert.

In einem nächsten Schritt werden die Haltestangen beziehungsweise Montagewerkzeuge in ihrer endgütigen Position in den Halterungen der unteren Endplatte positioniert. Erforderlichenfalls können die Spannmittel zum Einlegen der Haltestangen beziehungsweise Montagewerkzeuge in die Halterungen der unteren Endplatte mithilfe eines Dehnungswerkzeuges zusätzlich gedehnt werden.

Sofern Montagewerkzeuge verwendet werden und dies noch nicht geschehen ist, können nun die dritte Haltestange und die vierte Haltestange in die ersten Montagewerkzeuge und in die zweiten Montagewerkzeuge eingeführt werden, welche ja vorzugsweise rohrförmig ausgebildet sind. Nach der Positionierung der genannten Haltestangen werden die zugeordneten Montagewerkzeuge unter zurücklassen der unteren Haltestangen und der Spannmittel beziehungsweise Endlosbänder von den Halterungen zurückgezogen. Erforderlichenfalls können die Kontaktflächen der Montagewerkzeuge vorab mit einem Schmiermittel behandelt sein, um die Reibung beim Entfernen der Montagewerkzeuge von den Haltestangen und den Spannmitteln zu minimieren. Abschließend wird die erwähnte Kraftbelastung des Brennstoffzellenstapels beendet, der Brennstoffzellenstapel wird also entlastet, sodass sich der Brennstoffzellenstapel ausdehnt, jedoch ohne seine ursprüngliche, nicht vorgespannte axiale Länge zu erreichen. Die Haltestangen sitzen nun an beiden Endplatten durch die aufgrund ihres Untermaßes jetzt gespannten Endlosbänder kraftschlüssig in den jeweils zugeordneten Halterungen. Der Brennstoffzellenstapel ist dabei unter Vorspannung zwischen den beiden Endplatten fixiert. Die Endlosbänder sind vorteilhaft so konzipiert, dass eine vorgegebene resultierende Vorspannkraft des vorgespannten Brennstoffzellenstapels erreicht wird.

Für den Fall, dass nur eine Endplatte, beispielsweise nur die obere Endplatte, seitlich abstehende Halterungen aufweist, kann die Montage von der zuletzt beschriebenen Prozedur abweichen. Hierbei werden mehrere elastische Endlosbänder, beispielsweise ein erstes elastisches Endlosband und ein zweites elastisches Endlosband, nebeneinander im Bereich einer ersten Halterung der oberen Endplatte um eine erste Haltestange und im Bereich eines unteren Aufhängepunkts um eine zweite Haltestange gelegt. Nach einer Normalkrafteinwirkung auf eine der Endplatten beziehungsweise den Brennstoffzellenstapel werden die Endlosbänder um die zweite, untere Endplatte herumgeschlungen, zur ersten, oberen Endplatte zurückgeführt und an der seitlich gegenüberliegenden zweiten Halterung mittels der zweiten Haltestange an der oberen Endplatte befestigt.

Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Brennstoffzellenstapel, mit einer Spann- und Haltevorrichtung zum Vorspannen und Fixieren desselben, welche gemäß einem der Vorrichtungsansprüche aufgebaut und gemäß zumindest einem der Verfahrensansprüche montierbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Übersichtsdarstellung eines Brennstoffzellenstapels mit einer oberen Endplatte sowie einer unteren Endplatte, und mit einer Spann- und Haltevorrichtung gemäß der Erfindung im montierten Zustand, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Brennstoffzellenstapel gemäß Fig. 1 mit der oberen Endplatte mit zwei seitlichen Halterungen vor der Montage der Spann- und Haltevorrichtung,

Fig. 3 eine Detailansicht von je zwei elastischen Endlosbändern, jeweils aufgehängt an einer oberen Haltestange an einem oberen fiktiven Aufhängepunkt und an einem Montagewerkzeug mit einer darin aufgenommenen unteren Haltestange an einem fiktiven unteren Aufhängepunkt,

Fig. 4 eine Detailansicht der Endlosbänder gemäß Fig. 3 mit jeweils einer oberen Haltestange und einer unteren Haltestange, jedoch ohne Montagewerkzeug,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Brennstoffzellenstapel und die obere Endplatte gemäß Fig. 2, jedoch mit in den Halterungen der oberen Endplatte eingelegten Haltestangen sowie den daran aufgehängten jeweils zwei elastischen Endlosbändern, Fig. 6 eine Darstellung des Brennstoffzellenstapels gemäß Fig. 5 mit in den Halterungen der oberen Endplatte eingelegten Haltestangen und jeweils darauf aufgehängten elastischen Endlosbändern mit einer auf die obere Endplatte einwirkenden Normalkraft,

Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht des Brennstoffzellenstapels gemäß Fig. 1 mit der unteren Endplatte und einer dort erkennbaren seitlichen Halterung, sowie mit einem in einer Rinne der Halterung eingelegten rohrförmigen Montagewerkzeug mit einer koaxial darin aufgenommenen unteren Haltestange, und mit den daran angehängten elastischen Endlosbändern nach der Montage der Spann- und Haltevorrichtung, wobei die beiden Haltstangen und ein Endlosband rechts daneben dort auch schematisch dargestellt sind, und

Fig. 8 die untere Endplatte mit der in einer Halterung eingelegten Haltestange, und mit den daran angehängten Endlosbändern nach dem Entfernen der Montagewerkzeuge und einer Kraftentlastung im vorgespannten Zustand des Brennstoffzellenstapels, wobei die beiden Haltstangen und ein Endlosband rechts daneben dort auch schematisch dargestellt sind.

Einige Bauelemente in den Figuren stimmen überein, sodass diese mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind. Demnach weist der in Fig. 1 dargestellte quaderförmige Brennstoffzellenstapel 1 eine Vielzahl von Einzelzellen 2.1 , 2.2 auf, welche längs zu einer Stapel- und Vorspannrichtung 3 aufeinandergeschichtet den Brennstoffzellenstapel 1 bilden. Die Einzelzellen 2.1 , 2.2 sind stirnseitig von einer ersten Endplatte 4, nachfolgend obere Endplatte 4 genannt, und einer zweiten Endplatte 5, nachfolgend untere Endplatte 5 genannt, gehalten sowie mittels einer noch näher zu beschreibenden Spann- und Haltevorrichtung 6 in der genannten Stapel- und Vorspannrichtung 3 vorgespannt. Die beiden Endplatten 4, 5 weisen in an sich bekannter Weise elektrische Kontakte und verschiedene Durchführungen für die Zufuhr und Abfuhr von Brennstoff, Abgas sowie Kühlmittel und Befestigungsflansche auf. Diese Anschlüsse sind nicht Gegenstand der Erfindung und werden daher nicht genauer beschrieben.

Die Spann- und Haltevorrichtung 6 weist an der oberen Endplatte 4 eine erste Halterung 7 sowie eine zweite Halterung 8 auf, die seitlich gegenüberliegend parallel zueinander angeordnet sind und jeweils von der oberen Endplatte 4 in einer Querrichtung abstehen. Die obere Endplatte 4 und deren beiden Halterungen 7, 8 sind einstückig aus einem Kunststoff oder einem Kunststoff-Aluminium-Verbund in einem Spritzgussverfahren hergestellt.

Wie vor allem Fig. 2 näher zeigt, bestehen die beiden Halterungen 7, 8 an der oberen Endplatte 4 aus jeweils fünf Querstegen 7.1 , 7.2, 7.3, 7.4, 7.5; 8.1 , 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, in denen jeweils eine halbschalenförmige Rinne 7a, 7b, 7c, 7d, 7e; 8a, 8b, 8c, 8d, 8e ausgebildet ist. Die Umfangsöffnungen der oberen halbschalenförmigen Rinnen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e weisen jeweils von den Einzelzellen 2.1 , 2.2 nach oben weg, während die Umfangsöffnungen der unteren halbschalenförmigen Rinnen 8a, 8b, 8c, 8d, 8e jeweils nach unten weisen. Die beiden Halterungen 7, 8 sind dabei integrale Bestandteile der oberen Endplatte 4. Zwischen dem ersten Quersteg 7.1 und dem zweiten Quersteg 7.2 sowie zwischen dem vierten Quersteg 7.4 und dem fünften Quersteg 7.5 der ersten Halterung 7 sowie zwischen dem ersten Quersteg 8.1 und dem zweiten Quersteg 8.2 sowie zwischen dem vierten Quersteg 8.4 und dem fünften Quersteg 8.5 der zweiten Halterung 8 sind jeweils Aussparungen 10a, 10b, 11a, 11b ausgebildet. Diese Aussparungen 10a, 10b, 11a, 11 b dienen zur Durchführung von als elastische Endlosriemen ausgebildeten Spannmitteln 12a, 12b, 13a, 13b, welche unter anderem in Fig. 1 erkennbar sind.

Vorliegend sind jeweils zwei nebeneinander angeordnete Spannmittel 12a, 12b, 13a, 13b vorhanden.

An der unteren Endplatte 5 sind in gleicher Weise eine dritte Halterung 14 (siehe Fig.1 ) und eine vierte Halterung 15 (siehe Fig.7) integral einstückig ausgebildet, welche parallel zueinander ausgerichtet sind und seitlich von der unteren Endplatte 5 abstehen.

Die beiden Halterungen 14, 15 an der unteren Endplatte 5 bestehen aus jeweils fünf Querstegen 14.1 , 14.2, 14.3, 14.4, 14.5; 15.1 , 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, in denen ebenfalls jeweils eine halbschalenförmige Rinne 14a; 15a ausgebildet ist. Die Umfangsöffnungen dieser halbschalenförmigen Rinnen 14a; 15a weisen von den Einzelzellen 2.1 , 2.2 erkennbar jeweils nach unten weg. Die beiden Halterungen 14, 15 sind integrale Bestandteile der unteren Endplatte 5.

Zwischen dem ersten Quersteg 14.1 und dem zweiten Quersteg 14.2 sowie zwischen dem vierten Quersteg 14.4 und dem fünften Quersteg 14.5 der ersten unteren Halterung 14 sowie zwischen dem ersten Quersteg 15.1 und dem zweiten Quersteg 15.2 sowie zwischen dem vierten Quersteg 15.4 und dem fünften Quersteg 15.5 der zweiten unteren Halterung 15 sind jeweils Aussparungen 17a, 17b; 18a, 18b ausgebildet. Diese Aussparungen 17a, 17b; 18a, 18b dienen zur Durchführung der genannten, als elastische Endlosriemen ausgebildeten Spannmitteln 12a, 12b, 13a, 13b. Die in der Fig. 1 nicht sichtbare, da perspektivisch verdeckte rückseitigen untere Halterung 15 und deren beiden Aussparungen 18a, 18b sind in einer um die Hochachse gedrehten Darstellung in Fig. 8 erkennbar. Von den unteren Rinnen ist in Fig. 8 nur eine Rinne 15a mit einem Bezugszeichen versehen.

Jeder der vier Halterungen 7, 8; 14, 15 ist jeweils eine Haltestange 19, 20, 21 , 22 zugeordnet. Diese Haltestangen 19, 20, 21 , 22 dienen zum Halten der Spannmittel 12a, 12b, 13a, 13b und sind vorliegend als Rundstäbe ausgebildet, welche formschlüssig in die halbschalenförmige Rinnen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e; 8a, 8b, 8c, 8d, 8e; 14a; 15a der zugeordneten oberen beziehungsweise unteren Halterungen 7, 8; 14, 15 eingelegt sind.

Während Fig. 1 den Brennstoffzellenstapel 1 im fertig montierten und vorgespannten Zustand zeigt, werden anhand der Figuren 2 bis 8 nachfolgend die einzelnen Montageschritte der Spann- und Haltevorrichtung 6 beschrieben.

Demnach zeigt Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht auf die obere Endplatte 4 des Brennstoffzellenstapel 1 vor der Montage der Spann- und Haltevorrichtung 6.

Deutlich erkennbar sind die erste Halterung 7 und die zweite Halterung 8 der oberen Endplatte 4 mit ihren halbschalenförmigen Vertiefungen beziehungsweise Rinnen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e; 8a, 8b, 8c, 8d, 8e bereit zur Aufnahme der ersten beziehungsweise zweiten Haltestange 19, 20.

Fig. 3 zeigt ein erstes Spannmittel 12a und ein zweites Spannmittel 12b, welche mit Abstand zueinander, jedoch nebeneinander an der ersten Haltestange 19 und an einem ersten Montagewerkzeug 23 aufgehängt sind. Das erste Montagewerkzeug 23 ist im Wesentlichen als eine Hohlwelle beziehungsweise rohrförmig ausgebildet, in welche die dritte, untere Haltestange 21 mit radialem Spiel eingeführt ist. Das erste Montagewerkzeug 23 dient zur Vereinfachung der Montage und zur Spannung der Spann- und Haltevorrichtung 6 an dem Brennstoffzellenstapel 1 . Diese erste Spannmittelanordnung gemäß Fig. 3 ist zum Einhängen in die erste Halterung 7 an der oberen Endplatte 4 einerseits und in die auf der gleichen Seite liegende dritte Halterung 14 an der unteren Endplatte 5 vorbereitet (siehe Fig. 1 ).

Desgleichen zeigt Fig. 3 eine zweite Spannmittelanordnung mit einem dritten Spannmittel 13a und einem vierten Spannmittel 13b, welche mit Abstand zueinander, jedoch nebeneinander oben an der zweiten Haltestange 20 und unten an einem zweiten Montagewerkzeug 24 mit der darin eingeführten vierten Haltestange 22 aufgehängt sind. Diese zweite Spannmittelanordnung ist zum Einhängen in die zweite Halterung 8 an der oberen Endplatte 4 einerseits und zum Einhängen in die auf der gleichen Seite liegende vierte Halterung 15 an der unteren Endplatte 5 vorbereitet (siehe Fig. 7). Die Fig. 4 zeigt ähnlich wie Fig. 3 die beiden Spannmittelanordnungen, jedoch vorbereitet für ein alternatives Montageverfahren, bei dem auf Montagehilfen, also auf die Montagewerkzeuge 23, 24, wie dargestellt zum Einhängen an der unteren Endplatte 5 verzichtet wird.

Fig. 5 zeigt die beiden genannten Spannmittelanordnungen mit der ersten Haltestange 19 und der zweiten Haltestange 20, welche in die ersten Halterung 7 beziehungsweise in die zweite Halterung 8 an der oberen Endplatte 4 eingelegt sind. Diese beiden Spannmittelanordnungen können zu diesem Zeitpunkt noch nicht oder höchstens mittels einer starken Überdehnung der Spannmittel 12a, 12b; 13a, 13b in die dritte Halterung 14 und in die vierte Halterung 15 an der unteren Endplatte 5 eingehängt werden, da die Länge der als elastische Bänder ausgebildeten Spannmittel 12a, 12b, 13a, 13b mit Untermaß konzipiert ist. Daher muss der axiale Abstand der beiden Endplatten 4, 5 in einem folgenden Montageschritt zunächst durch eine nicht dargestellte Presseinrichtung verringert werden.

In Fig. 6 ist die Einwirkung einer Normalkraft 25 auf die obere Endplatte 4 in Stapel- und Vorspannrichtung 3 angedeutet. Durch diese Kraftbeaufschlagung wird der Stapel mit den Einzelzellen 2.1 , 2.2 zusammengepresst, sodass sich die axiale Länge des Brennstoffzellenstapels 1 wie erforderlich verringert.

Wie Fig. 7 zeigt, können im nächsten Verfahrensschritt nun die beiden Spannmittelanordnungen mit den beiden Montagewerkzeugen 23, 24 in die zugeordneten Halterungen 14, 15 an der unteren Endplatte 5 eingehängt werden. Die zugeordneten Haltestangen 21 , 22 können wahlweise bereits zuvor in die Montagewerkzeuge 23, 24 eingeführt worden sein oder erst nachträglich, also nach dem Einhängen der Montagewerkzeuge 23, 24 in die Halterungen 14, 15 der unteren Endplatte 5, darin eingeführt werden.

Fig. 8 zeigt schließlich den montierten Zustand, in dem die Montagewerkzeuge 23, 24 bereits von den Haltestangen 21 , 22 koaxial abgezogen worden sind, sodass alle Haltestangen 19, 20, 21 , 22 mit den an ihnen aufgehängten Spannmitteln 12a, 12b, 13a, 13b in die zugeordneten Halterungen 7, 8; 14, 15 eingreifen. Die Einwirkung der Normalkraft 25 auf die obere Endplatte 4 kann nun beendet werden, sodass der Brennstoffzellenstapel 1 sich in der Stapel- und Vorspannrichtung 3 auszudehnen versucht. Der Dehnungsweg wird mittels der die Ausdehnung des Brennstoffzellenstapels 1 entgegenwirkende Spannkraft der gedehnten Spannmittel 12a, 12b, 13a, 13b der Spann- und Haltevorrichtung 6 begrenzt, in dessen Folge die Einzelzellen 2.1 , 2.2 über die beiden Endplatten 4, 5 sicher gegeneinander verspannt und fixiert sind sowie die dauerhafte Dichtheit und elektrische Konnektivität des Brennstoffzellenstapel 1 gewährleistet ist.

Bei einer einfachen, nicht dargestellten Variante des gezeigten Ausführungsbeispiels weist die untere Endplatte 5 keine Halterungen auf. In diesem Fall können die beiden elastischen Spannmittel 12a, 12b, welche auf der ersten und dritten Haltestange 19, 21 aufliegen, verlängert ausgebildet sein. Die derart verlängerte Spannmittelanordnung umschlingt die untere Endplatte 5 und wird an der oberen Endplatte 4 an deren ersten Halterung 7 und zweiten Halterung 8 mit Spannung eingehängt, sodass die beiden Endplatten 4, 5 mit einer Vorspannkraft gegeneinander verspannt sind.

Abschließend sei noch eine nicht dargestellte Nachspanneinrichtung erwähnt. Demnach können bei einer Ausführungsform eine oder mehrere Halterungen 7, 8, 14, 15 an den Endplatten 4, 5 und/oder eine oder mehrere dort gehaltene Haltestangen 19, 20, 21 , 22 exzentrische Querschnitte sowie Feststellmittel zum Feststellen der Haltestangen 19, 20, 21 , 22 in Drehrichtung um ihre Längsachse aufweisen. Durch Drehen der betreffenden Haltestangen 19, 20, 21 , 22 um deren Längsachse in den Halterungen 7, 8; 14, 15 sowie Festlegen derselben in der verdrehten Stellung kann die Vorspannung des Brennstoffzellenstapels 1 nachträglich verändert, also erhöht oder verringert werden. Eine höhere Vorspannung kann alternativ dazu auch durch Einbringen eines oder mehrerer einfacher Abstandselemente in die halbschalenförmigen Vertiefungen beziehungsweise Rinnen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e; 8a, 8b, 8c, 8d, 8e einer oder mehrerer Halterungen 19, 20, 21 , 22 erreicht werden. Bezugszeichenliste

1 Gegenstand, Brennstoffzellenstapel

2.2 Erste Einzelzelle

2.2 Zweite Einzelzelle

3 Stapel- und Vorspannrichtung

4 Erste, obere Endplatte

5 Zweite, untere Endplatte

6 Spann- und Haltevorrichtung

7 Erste Halterung, an der ersten Endplatte

7.1 Erster Quersteg der ersten Halterung 7

7.2 Zweiter Quersteg der ersten Halterung 7

7.3 Dritter Quersteg der ersten Halterung 7

7.4 Vierter Quersteg der ersten Halterung 7

7.5 Fünfter Quersteg der ersten Halterung 7

7a Rinne im Quersteg 7.1

7b Rinne im Quersteg 7.2

7c Rinne im Quersteg 7.3

7d Rinne im Quersteg 7.4

7e Rinne im Quersteg 7.5

8 Zweite Halterung, an der ersten Endplatte

8.1 Erster Quersteg der zweiten Halterung 8

8.2 Zweiter Quersteg der zweiten Halterung 8

8.3 Dritter Quersteg der zweiten Halterung 8

8.4 Vierter Quersteg der zweiten Halterung 8

8.5 Fünfter Quersteg der zweiten Halterung 8

8a Rinne im Quersteg 8.1

8b Rinne im Quersteg 8.2

8c Rinne im Quersteg 8.3

8d Rinne im Quersteg 8.4

8e Rinne im Quersteg 8.5

10a Erste Aussparung, an der ersten Halterung 7

10b Zweite Aussparung, an der ersten Halterung 7 a Dritte Aussparung, an der zweiten Halterung 8 b Vierte Aussparung, an der zweiten Halterung 8 a Erstes Spannmittel, an der ersten und dritten Haltestangeb Zweites Spannmittel, an der ersten und dritten Haltestangea Drittes Spannmittel, an der zweiten und vierten Haltestangeb Viertes Spannmittel, an der zweiten und vierten Haltestange Dritte Halterung, an der zweiten Endplatte .1 Erster Quersteg der dritten Halterung 14 .2 Zweiter Quersteg der dritten Halterung 14 .3 Dritter Quersteg der dritten Halterung 14 .4 Vierter Quersteg der dritten Halterung 14 .5 Fünfter Quersteg der dritten Halterung 14 Vierte Halterung, an der zweiten Endplatte .1 Erster Quersteg der vierten Halterung 15 .2 Zweiter Quersteg der vierten Halterung 15 .3 Dritter Quersteg der vierten Halterung 15 .4 Vierter Quersteg der vierten Halterung 15 .5 Fünfter Quersteg der vierten Halterung 15 a Erste Rinne, im ersten Quersteg 15.1 a Fünfte Aussparung, an der dritten Halterung 14 b Sechste Aussparung, an der dritten Halterung 14 a Siebte Aussparung, an der vierten Halterung 15 b Achte Aussparung, an der vierten Halterung 15 Erste, obere Haltestange Zweite, obere Haltestange Erste, untere Haltestange Zweite, untere Haltestange Erstes Montagewerkzeug Zweites Montagewerkzeug Normalkraft

Claims

Patentansprüche

1. Spann- und Haltevorrichtung (6) mit mindestens einem Spannmittel (12a, 12b, 13a, 13b) für einen unter Vorspannung fixierbaren, kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand (1 ), wobei der Gegenstand (1 ) an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils eine Endplatte (4, 5) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an mindestens einer der Endplatten (4, 5) zwei seitlich gegenüberliegende, sich senkrecht zur Vorspannrichtung (3) und parallel zueinander erstreckende Halterungen (7, 8; 14, 15) zur Aufnahme von jeweils einer zugeordneten Haltestange (19, 20; 21 , 22) angeordnet oder ausgebildet sind, dass die Halterungen (7, 8; 14, 15) von der Endplatte (4; 5) seitlich abstehen, dass die Halterungen (7, 8; 14, 15) in Längsrichtung derselben Aussparungen (10a, 10b; 11a, 11 b; 17a, 17b; 18a, 18b) zur Führung für ein oder mehrere die Haltestangen (19, 20; 21 , 22) umschlingende, als elastische Endlosbänder ausgebildete Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) aufweisen, dass die Haltestangen (19, 20; 21 , 22) im vorgespannten Zustand des Gegenstands (1 ) im kraftschlüssigen Eingriff mit den jeweiligen Halterungen (7, 8; 14, 15) sind, und dass die Endplatten (4, 5) mittels des wenigstens einen Spannmittels (12a, 12b; 13a, 13b) gegeneinander verspannt sind.

2. Spann- und Haltevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Endplatte (4; 5) jeweils zwei seitlich gegenüberliegende Halterungen (7, 8; 14, 15) zur Aufnahme jeweils einer zugeordneten Haltestange (19, 20; 21 , 22) angeordnet oder ausgebildet sind, und dass im vorgespannten Zustand des Gegenstands (1 ) jeweils eine Halterung (7, 8; 14, 15) einer Endplatte (4) mittels jeweils mindestens eines Spannmittels (12a, 12b, 13a, 13b) mit einer gegenüberliegenden Halterung (7, 8; 14, 15) der anderen Endplatte (5) verspannt ist. Spann- und Haltevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass lediglich an einer der beiden Endplatten (4; 5) zwei seitlich gegenüberliegende Halterungen (7, 8; 14, 15) zur Aufnahme jeweils einer zugeordneten Haltestange (19, 20; 21 , 22) angeordnet oder ausgebildet sind, und dass im vorgespannten Zustand die beiden Halterungen (7, 8; 14, 15) der Endplatte (4; 5) mittels mindestens eines Spannmittels (12a, 12b; 13a, 13b) miteinander verspannt sind, wobei das mindestens eine Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) die gegenüberliegende andere Endplatte (4; 5) umschlingt. Spann- und Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem mindestens einen Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) umschlungene Endplatte (4; 5) zumindest in einem Oberflächenbereich derselben, über den das mindestens eine Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) verläuft, eine Führungshilfe aufweist. Spann- und Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere als Endlosriemen ausgebildete Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) auf einer Haltestange (19, 20; 21 , 22) nebeneinander angeordnet sind. Spann- und Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für ein Nachspannen des Gegenstandes (1) an mindestens einer Halterung (7, 8; 14, 15) und/oder an mindestens einer Haltestange (19, 20; 21 , 22) ausgebildet oder befestigt sind. Spann- und Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Mittel für ein Nachspannen des Gegenstandes (1) eine Haltestange (19, 20; 21 , 22) ist, welche als eine Welle mit einem exzentrischen Querschnitt ausgebildet ist, wobei die Haltestange (19, 20, 21 , 22) in einer dazu passend ausgebildeten Halterung (7, 8; 14, 15) um deren Längsachse drehbar und in einer verdrehten Stellung festlegbar ist, um das auf der Haltestange (19, 20; 21 , 22) aufgelegte Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) stärker oder schwächer zu dehnen und die auf den Gegenstand (1 ) ausgeübte Spannkraft des Spannmittels entsprechend der Dehnung des Spannmittels (12a, 12b, 13a, 13b) zu erhöhen oder zu verringern. Spann- und Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Mittel für ein Nachspannen des Gegenstandes (1 ) ein Abstandshalter ist, welcher in die Halterung (7, 8; 14, 15) zwischen einer Vertiefung oder Rinne (7a, 7b, 7c, 7d, 7e; 8a, 8b, 8c, 8d, 8e) der Halterung (7, 8; 14, 15) und der Haltestange (19, 20; 21 , 22) einlegbar ist, um das auf der Haltestange (19, 20, 21 , 22) aufgelegte Spannmittel (12a, 12b, 13a, 13b) stärker zu dehnen und die auf den Gegenstand (1 ) ausgeübte Spannkraft des Spannmittels (12a, 12b, 13a, 13b) zu erhöhen. Verfahren zur Montage einer Spann- und Haltevorrichtung (6) an einem kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand (1), welcher endseitig mit jeweils einer Endplatte (4, 5) abgedeckt ist, mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass folgende Montageschritte durchgeführt werden: a) jeweils wenigstens ein elastisches, endloses

Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) mit Untermaß auf eine erste obere Haltestange (19) und eine zweite obere Haltestange (20) sowie auf eine zugeordnete erste untere Haltestange (21 ) und eine zugeordnete zweite untere Haltestange (22) auflegen, b) die beiden oberen Haltestangen (19, 20) an einer ersten Endplatte (4) in deren erste Halterung (7) beziehungsweise in deren zweite Halterung (8) einlegen, c) den Gegenstand (1) mittels der Einwirkung einer Kraft (25) auf eine der Endplatten (4; 5) vorspannen, d) die beiden unteren Haltestangen (21 , 22) an der zweiten Endplatte (5) in deren dritte Halterung (14) beziehungsweise in deren vierte Halterung (15) einlegen, e) die Endplatte (4, 5) von der Kraft (25) entlasten. Verfahren zur Montage einer Spann- und Haltevorrichtung (6) an einem kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand (1), welcher endseitig mit jeweils einer Endplatte (4, 5) abgedeckt ist, mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass folgende Montageschritte durchgeführt werden: f) jeweils wenigstens ein elastisches, endloses

Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) mit Untermaß auf eine erste obere Haltestange (19) beziehungsweise eine zweite obere Haltestange (20) auflegen, g) das wenigstens eine auf der ersten oberen Haltestange (19) aufliegende Spannmittel (12a, 12b) auf ein erstes rohrförmiges oder rinnenförmiges Montagewerkzeug (23) auflegen, h) das wenigstens eine auf der zweiten oberen Haltestange (20) aufliegende Spannmittel (13a, 13b) auf ein zweites rohrförmiges oder rinnenförmiges Montagewerkzeug (24) auflegen, i) die beiden oberen Haltestangen (19, 20) an der ersten Endplatte (4) in eine dortige erste Halterung (7) beziehungsweise in eine dortige zweite

Halterung (8) einlegen, j) den Gegenstand (1) mittels der Einwirkung einer Kraft (25) auf eine der Endplatten (4, 5) vorspannen, k) das erste Montagewerkzeug (23) unter Mitnahme der dort aufliegenden Spannmittel (12a, 12b) an der zweiten Endplatte (5) in eine dortige dritte Halterung (14) und das zweite Montagewerkzeug (24) unter Mitnahme der dort aufliegenden Spannmittel (13a, 13b) an der zweiten Endplatte (5) in eine dortige vierte Halterung (15) einlegen, l) jeweils eine erste untere Haltestange (21) in das erste Montagewerkzeug

(23) und eine zweite untere Haltestange (22) in das zweite Montagewerkzeug

(23) einführen, m) die beiden Montagewerkzeuge (23, 24) unter Zurücklassen der beiden unteren Haltestangen (21 , 22) und der Spannmittel (12a, 12b; 13a, 13b) von der zugeordneten Halterung (14, 15) an der zweiten Endplatte (5) entfernen, n) die Endplatte (4, 5) von der Kraft (25) entlasten. Verfahren zur Montage einer Spann- und Haltevorrichtung (6) an einem kubischen oder quaderförmigen, seine Geometrie und/oder Abmessungen veränderlichen Gegenstand (1), welcher endseitig mit jeweils einer Endplatte (4, 5) abgedeckt ist, mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass folgende Montageschritte durchgeführt werden: o) wenigstens ein elastisches, endloses Spannmittel (12a, 12b) mit Untermaß auf eine erste Haltestange (19) auflegen, p) die erste Haltestange (19) an der ersten Endplatte (4) in eine erste Halterung (7) einlegen, q) den Gegenstand (1) mittels der Einwirkung einer Kraft (25) auf eine der Endplatten (4, 5) vorspannen, r) das wenigstens eine endlose elastische Spannmittel (12a, 12b) auf eine zweite Haltestange (21) auflegen und diese unter Mitnahme des wenigstens einen Spannmittels (12a, 12b) über die zweite Endplatte (5) hinweg zurück zur ersten Endplatte (4) führen sowie dort die zweite Haltestange (21) in die zweite Halterung (8) der ersten Endplatte (4) einlegen, s) nur bei Verwendung eines Montagewerkzeugs (23; 24): Jeweils eine Haltestange (19, 21 ) in das zugeordnete Montagewerkzeug (23, 24) einführen, das Montagewerkzeug (23, 24) in eine zugeordnete Halterung (7; 8) einlegen und nach Verfahrensschritt r) das Montagewerkzeug (23; 24) unter Zurücklassen der Haltestange (19; 20) sowie der Spannmittel (12a, 12b) von der jeweiligen Halterung (7; 8) entfernen, t) die Endplatte (4, 5) von der Kraft (25) entlasten. 12. Brennstoffzellenstapel (1 ), mit einer Spann- und Haltevorrichtung (6) zum

Vorspannen und fixieren desselben, welche gemäß einem der Vorrichtungsansprüche aufgebaut und gemäß dem Verfahrensanspruch montierbar ist.