EP4355523A1 - Vorrichtung zur herstellung von bipolarplatten - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung von bipolarplatten

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Publication number
EP4355523A1
EP4355523A1 EP22724066.0A EP22724066A EP4355523A1 EP 4355523 A1 EP4355523 A1 EP 4355523A1 EP 22724066 A EP22724066 A EP 22724066A EP 4355523 A1 EP4355523 A1 EP 4355523A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
station
individual plates
processing station
laser scanners
tool
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP22724066.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Weil
Harald LIEBHART
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weil Technology GmbH
Original Assignee
Weil Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Weil Technology GmbH filed Critical Weil Technology GmbH
Publication of EP4355523A1 publication Critical patent/EP4355523A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
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    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices

Definitions

  • the invention relates to a device for producing bipolar plates, such as are used in fuel cells, for example.
  • Bipolar plates usually consist of two individual plates connected to one another, which form fluid-conducting structures, such as channels, between them.
  • bipolar plates consist, for example, of sheet metal blanks, in particular of stainless steel or titanium.
  • Bipolar plates are essential components of fuel cell systems and are layered to form so-called stacks.
  • the stacked bipolar plates form the core of a fuel cell system.
  • the bipolar plates fulfill, among other things, the tasks of the electrical connection of individual cells, gas distribution over the surface of the bipolar plates, gas separation between adjacent cells, sealing to the outside and cooling.
  • the quality of the bipolar plates from which the fuel cell system is formed is essential for the quality of a fuel cell system.
  • the quality of the bipolar plates is also influenced by the accuracy of the connection between the two individual plates from which the bipolar plates are made.
  • a device for the production of bipolar plates which promotes the most precise possible production of bipolar plates.
  • a device for the production of bipolar plates of the type mentioned is proposed, which has the means and features of the independent claim directed to such a device.
  • a device for the production of bipolar plates is proposed in particular, which comprises at least one processing station with at least two stationary laser scanners, which are set up to produce a preferably fluid-tight, in particular gas-tight, welded connection between two individual plates forming a bipolar plate.
  • the device is set up, for example by at least one control unit set up for this purpose, to control the two laser scanners of the at least one processing station in such a way that the welded connection is produced symmetrically and/or a symmetrical heat input into the individual plates takes place when the welded joint is produced between the two individual plates.
  • the at least one control unit can be integrated into one of the laser scanners and/or connected to the laser scanners.
  • a preferred embodiment of the device provides that it has at least two processing stations, each of which includes two stationary laser scanners that are set up to produce a preferably fluid-tight, in particular gas-tight, welded connection between two individual plates forming a bipolar plate.
  • a first part of the weld between the two individual plates of a bipolar plate can be produced, while in the second processing station the remaining part of the
  • Welded connection between the two individual plates is generated.
  • the production of the preferably fluid-tight, in particular gas-tight weld connection between the individual plates of the bipolar plate is thus distributed over two processing stations.
  • the large-area clamping of the individual panels can prevent distortion of the individual panels during welding and the associated inaccuracies.
  • the individual plates can be clamped differently, also with as large an area as possible, which allows the completion of the welded connection between the individual plates with the two laser scanners of the second processing station.
  • the two laser scanners of a processing station can together form a double field laser scanner.
  • the laser scanners can be arranged and/or controlled and/or set up in such a way that their scan fields overlap one another.
  • the device can have a control unit for controlling all laser scanners.
  • each processing station can be assigned at least one control unit. If the two laser scanners of a processing station have overlapping and/or the largest possible scan fields, the production of bipolar plates of different sizes is possible without changing the position of the laser scanners when welding the individual plates. The laser scanners can thus remain stationary even with large bipolar plates. This favors a high manufacturing accuracy. Overlapping scan fields can also be advantageous for the previously mentioned symmetrical heat input when welding the individual plates.
  • the at least one processing station of the device can have at least one optical sensor, for example a camera and/or a vision sensor. With the help of at least one optical sensor, it is possible to check a position of a weld joint produced with the two laser scanners, the two laser scanners for producing the
  • the optical sensor can be used for offsetting, ie setting the zero point, of the scan fields depending on the individual panels to be processed and their clamping at the processing station.
  • the at least one optical sensor can be integrated into one of the two laser scanners of the at least one processing station be integrated.
  • each laser scanner has such a preferably integrated optical sensor.
  • the device can have a conveyor device, for example a rotary indexing table, via which at least one processing station, in particular the processing stations already mentioned above, and/or a loading station and/or a removal station of the device are connected to one another in terms of conveyor technology.
  • the device can be designed to be particularly compact if it is used as a conveying device
  • rotary indexing table is used.
  • the individual stations of the device can then be arranged around this on a comparatively small footprint. In this way, the device can be integrated particularly easily into an existing production layout.
  • the rotary indexing table can also reduce to a minimum the number of clamping devices used to clamp the individual plates, which are also referred to as floor tools and are explained in more detail below.
  • the device can have a base tool for each station of the device, in particular for each processing station and/or for a loading station, for example the one already mentioned above, and/or for a removal station, for example the one already mentioned above.
  • the bottom tool can be used as a means of transport and clamping for individual plates of bipolar plates to be produced, but also for finished bipolar plates. If the ground tools are to be used as means of transport, it is advantageous if they can be moved along the conveyor from station to station of the device. For this purpose, the ground tools can be part of the conveying device.
  • the at least one floor tool can move from its initial position into a Machining position movable, in particular in the vertical direction can be raised, workpiece holder for at least one single plate and / or a finished bipolar plate.
  • Bipolar plate are properly presented and / or clamped at the at least one processing station of the device for welding.
  • each processing station of the device can have a clamping device for individual plates of a bipolar plate to be produced, which includes a head tool that is stationary relative to the laser scanners of the processing station, ie stationary.
  • a movable base tool of the device can be assigned at least temporarily to the head tool. It can be advantageous if the head tool is set up to center the base tool and in particular its preferably movable workpiece holder. In this way, the base tool, its workpiece holder and the individual plates arranged thereon of a bipolar plate to be produced can be properly aligned in their machining position and clamped using the head tool and the base tool to produce the welded connection between the two individual plates. This also favors a precise manufacture of the bipolar plates.
  • the device comprises at least two processing stations
  • at least two of the processing stations of the device can have different head tools for the different clamping of the individual plates of the bipolar plates to be produced.
  • Processing stations are preferably stationary at the processing stations and above all stationary relative to the two laser scanners of the respective processing station arranged.
  • this has at least two, preferably a total of four floor tools from station to station
  • Device for example, can be moved along the previously mentioned conveyor device, preferably on the rotary indexing table.
  • a floor tool can be assigned to each work cycle of the device to each station of the device, ie for example to the at least one processing station, the loading station and the removal station.
  • the device can have a number of head tools that corresponds to the number of machining stations.
  • the base tools can then be moved from station to station according to the production cycle, in order to transport the bipolar plate blanks or the finished bipolar plates from station to station.
  • the device can have at least one actuator, in particular a servomotor, which is set up for positioning a workpiece holder of a base tool relative to a head tool of a machining station.
  • a servomotor which is set up for positioning a workpiece holder of a base tool relative to a head tool of a machining station.
  • the device has at least one interchangeable holder for the at least one head tool and/or the at least one base tool of the device has and/or the at least one head tool and/or the at least one base tool of the device are each designed as interchangeable tools.
  • the device has a protective gassing device.
  • Protective gassing device can be set up to provide a working space of the at least one processing station with a protective gas atmosphere; At least this is the case when the welded connection between the two individual plates of a bipolar plate to be produced is to be produced using the two laser scanners of a processing station.
  • the protective gassing device via a
  • Head tool and / or a bottom tool of the device can be connected to the working space of the processing station.
  • the working space can be limited by the head tool and/or the bottom tool.
  • a comparatively small, limited working space is thus created, which only requires a small amount of protective gas to generate a protective gas atmosphere in the working space.
  • a corresponding protective gas outlet of the protective gassing device can be provided on the head tool and/or the base tool in order to introduce protective gas into the working space.
  • the device can also have at least one
  • the handling device that is set up for loading the device with individual plates and / or for removing finished bipolar plates.
  • the handling device comprises at least one robot, which can preferably be designed as a swivel-arm robot.
  • the handling device can have at least one gripper, for example include at least one suction pad. The use of a suction gripper enables the particularly gentle handling of individual plates or finished bipolar plates.
  • a loading station and a removal station of the device are each assigned a handling device.
  • FIG. 1 A perspective view of a device for the production of bipolar plates, which has a loading station, two processing stations and a removal station, each of the two processing stations comprising two stationary laser scanners that are set up to produce a fluid-tight, namely gas-tight, welded connection between two individual plates of a bipolar plate to be produced are,
  • FIG. 2 is a plan view of that shown in FIG.
  • a conveyor device namely a clocking device in the form of a rotary indexing table
  • FIG. 3 is a perspective view of one of the two processing stations from Figures 1 and 2. All of the figures show at least parts of a device, denoted overall by 1, for the production of bipolar plates 2, such as can be used for fuel cells, for example.
  • the device 1 has a total of two processing stations 3 and 4 which are each equipped with two stationary laser scanners 5 .
  • the laser scanners 5 are set up for fluid-tight, namely gas-tight, welding of two individual plates 6 forming a bipolar plate 2 .
  • Processing stations 3 and 4 of the device 1 is thereby a first part of an individual plates 6 of a bipolar plate 2 connecting fluid-tight, namely gas-tight
  • the two laser scanners 5 of a processing station 3 and 4 form a double-field laser scanner. This in that the two laser scanners 5 of a processing station 3 and 4 each have overlapping scan fields. The scanning fields of the laser scanners 5 of the two processing stations 3 and 4 are so large that they also allow different bipolar plate patterns to be processed without having to move the laser scanners 5 for this purpose.
  • the laser scanners 5 can thus remain stationary at their processing stations 3 and 4 even with different bipolar plate patterns, which reduces the accuracy of the welded connection between the two
  • Each of the processing stations 3 and 4 has at least one optical sensor 8 in each case. This can be designed, for example, as a camera and/or as what is known as a vision sensor of a vision system and can be integrated into one of the laser scanners 5 .
  • the optical sensors 8 of the processing stations 3 and 4 are used, among other things, for so-called offsetting of the scan fields of the laser scanners 5 .
  • the optical sensors 8 can be used to define a zero point before the actual laser welding during offsetting, from which point the laser scanner 5 calculates a beam path for creating the welded connection or is specified. This also favors the high-precision manufacture of the bipolar plates 2.
  • the optical sensors 8 can also be used to adjust the scan fields of the laser scanners 5.
  • the device 1 also includes a conveying device 9 which, in the exemplary embodiment of the device 1 shown in the figures, is designed as an indexing device, specifically as a rotary indexing table.
  • the conveyor device 9 connects the two processing stations 3 and 4 of the device 1 and a loading station 10 and a removal station 11 of the device 1 to one another in terms of conveyor technology.
  • the conveyor 9 in the form of the rotary table of the device 1 has for each of the stations 3, 4 and 10 and
  • the total of 4 base tools 12 each have a workpiece holder 13, which can be moved from an initial position to a processing position and can be raised in the vertical direction, for at least one bipolar plate 2 or for two still unconnected individual plates 6 of a bipolar plate 2 to be produced.
  • Each of the two processing stations 3 and 4 also has a clamping device 14 for individual plates 6 of a bipolar plate 2 to be produced.
  • the clamping device 14 of the processing stations 3 and 4 comprises a head tool 15 which is stationary relative to the laser scanners 5 of the respective processing station 3 or 4, i.e. stationary. which favors the production accuracy when producing the welded connection between the two individual plates 6 of a bipolar plate 2 to be produced.
  • FIGS. 1 and 2 make it clear that a base tool 12 of the device 1 is assigned at least temporarily to each top tool 15 .
  • the head tools 15 are set up to properly align the movable workpiece holders 13 of the base tools 12 and the individual plates 6 arranged thereon of a bipolar plate 2 to be produced in their machining position for the proper production of the welded connection between the two individual plates 6 and to clamp them using the head tool 15 and the base tool 12.
  • Workpiece holders 13 have the head tools 15 and/or the workpiece holders 13 with corresponding centering means. Furthermore, the floor tools 12 are floating, what their proper alignment and centering on the head tools 15 favors.
  • the floor tools 12 located at the processing stations 3 and 4 are at least temporarily part of the clamping device 14 of the respective processing stations 3 and 4.
  • the device 1 has a total of four floor tools 12, which can be moved in cycles from station to station of the device 1 with the aid of the conveyor device 9 designed as a rotary indexing table.
  • the machining stations 3 and 4 of the device 1 each have an actuator 16, namely a servomotor, which is used to position a workpiece holder 13 of a base tool 12, which is arranged on the respective machining station 3 or 4, relative to the respective head tool 15 of the respective machining station 3 or 4 is set up.
  • the servomotor is set up to generate a vertical stroke, through which the workpiece holder 3 reaches a machining position or also a clamping position on the head tool 15 .
  • the device 1 has corresponding interchangeable holders 17 both for the head tools 15 and for the bottom tools 12 . Furthermore, both the head tools 15 and the base tools 12 are designed as interchangeable tools, so that they can be exchanged comparatively easily for head tools 15 or base tools 12 of a different design due to the interchangeable holder 17 . The device 1 can thus be easily converted in order to produce bipolar plates 2 based on other bipolar plate patterns.
  • the head tools 15 of the two processing stations 3 and 4 differ from one another in that they allow different clamping of the individual plates 6 of a bipolar plate 2 to be produced. This makes it possible to produce a different part of the welded connection between the two individual plates 6 of the bipolar plate 2 to be produced in the first processing station 3 than in the second processing station 4 .
  • the second processing station 4 has a differently designed head tool 15 than the first processing station 3, with which the individual plates 6 of the bipolar plate 2 to be produced are clamped at different points. The other clamping then enables the production of the remaining parts of the welded joint using the two laser scanners 5 of the second processing station 4.
  • the device 1 also includes a protective gassing device 18 which is set up to provide a working space 19 of the respective processing station 3 or 4 of the device with a protective gas atmosphere. This can have a favorable effect on the quality of the welded joint that is produced using the laser scanners 5 of the respective processing stations 3 and 4 .
  • the protective gassing device 18 has a protective gas outlet 20 at each processing station 3 or 4, for example on the head tool 15 and/or on the base tool 12, via which protective gas can be admitted into the respective work space 19. Because the working space 19 is delimited by the respective head tool 15 and base tool 12, it is comparatively small, which favorably reduces the need for protective gas to generate a protective gas atmosphere.
  • FIGS. 1 and 2 make it clear that the device 1 also has two handling devices 21 which are set up for loading the device 1 with individual plates 6 or for removing finished bipolar plates 2 .
  • the Both handling devices 21 are arranged adjacent to the rotary indexing table of the conveyor device 9 and each include a swivel-arm robot 22 which has a suction gripper 23 .
  • the suction gripper 23 allows the individual plates 6 as well as the finished bipolar plates 2 to be handled particularly gently.
  • the device 1 is set up, for example by at least one control unit 24 set up for this purpose, to control the laser scanners 5 of the two processing stations 3 and 4 in such a way that the welded joint between two
  • Individual plates 6 is produced symmetrically and when the welded joint is produced between two individual plates 6, a symmetrical heat input into the individual plates 6 takes place.
  • the invention deals with improvements in the technical field of producing bipolar plates 2, such as are used for fuel cells, for example.
  • a device 1 which has two stationary laser scanners 5 at at least one processing station 3, 4, which are set up for preferably fluid-tight welding of individual plates 6 of a bipolar plate 2 to be produced.

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Abstract

Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Bipolarplatten (2), wie sie beispielsweise für Brennstoffzellen eingesetzt werden. Hierzu wird eine Vorrichtung (1) vorgeschlagen, die an einer Bearbeitungsstation (3,4) zwei ortsfeste Laserscanner (5) aufweist, die zum vorzugsweise fluiddichten Verschweißen von Einzelplatten (6) einer herzustellenden Bipolarplatte (2) eingerichtet sind.

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten, wie sie beispielsweise in Brennstoffzellen eingesetzt werden.
Bipolarplatten bestehen in der Regel aus zwei miteinander verbundenen Einzelplatten, die zwischen sich fluidführende Strukturen, wie beispielsweise Kanäle ausbilden.
Die Einzelplatten, aus denen Bipolarplatten hergestellt werden, bestehen zum Beispiel aus Metallblech-Zuschnitten, insbesondere aus Edelstahl oder auch aus Titan. Bipolarplatten sind wesentliche Bestandteile von Brennstoffzellensystemen und werden zu sogenannten Stacks, also Stapeln, geschichtet. Die in Stapeln angeordneten Bipolarplatten bilden dabei den Kern eines Brennstoffzellensystems. Die Bipolarplatten erfüllen als integrierte Baugruppen unter anderem die Aufgaben der elektrischen Verbindung von einzelnen Zellen, einer Gasverteilung über die Fläche der Bipolarplatten, der Gastrennung zwischen angrenzenden Zellen, der Dichtung nach außen und der Kühlung.
Wesentlich für die Qualität eines Brennstoffzellensystems ist dabei die Qualität der Bipolarplatten, aus denen das Brennstoffzellensystem gebildet wird.
Die Qualität der Bipolarplatten wird auch durch die Genauigkeit der Verbindung der beiden Einzelplatten, aus denen die Bipolarplatten jeweils gefertigt sind, beeinflusst.
Hierbei sind möglichst geringe Fertigungstoleranzen wünschenswert .
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten, die die möglichst genaue Fertigung von Bipolarplatten begünstigt. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf eine derartige Vorrichtung gerichteten Anspruchs aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere eine Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten vorgeschlagen, die zumindest eine Bearbeitungsstation mit zumindest zwei stationären Laserscanner umfasst, die zur Erzeugung einer vorzugsweise fluiddichten, insbesondere gasdichten, Schweißverbindung zwischen zwei, eine Bipolarplatte bildenden Einzelplatten eingerichtet sind.
Durch die stationäre, also ortsfeste Anordnung von zwei Laserscannern in einer Bearbeitungsstation können Bearbeitungstoleranzen beim Erzeugen der Schweißverbindung zwischen den beiden eine Bipolarplatte bildenden Einzelplatten geringgehalten werden. Ferner ist es möglich, durch den Einsatz von zwei Laserscannern beim Verschweißen der Einzelplatten einer Bipolarplatte die Taktzeit beim Verschweißen zu halbieren. Auf diese Weise kann die Fertigung der Bipolarplatten zu beschleunigt werden.
Die Verwendung von zwei Laserscannern in einer Bearbeitungsstation begünstigt zudem einen symmetrischen Wärmeeintrag in die Einzelplatten beim Verschweißen, was einen Verzug der herzustellenden Bipolarplatte beim Erzeugen der Schweißverbindung zwischen ihren beiden Einzelplatten reduzieren oder gar vollständig vermeiden kann. Auch dies begünstigt die möglichst präzise Fertigung von Bipolarplatten mit vergleichsweise geringen Fertigungstoleranzen.
In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, beispielsweise durch zumindest eine dazu eingerichtete Steuereinheit, die beiden Laserscanner der zumindest einen Bearbeitungsstation so anzusteuern, dass die Schweißverbindung symmetrisch erzeugt wird und/oder beim Erzeugen der Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten ein symmetrischer Wärmeeintrag in die Einzelplatten erfolgt. Die zumindest eine Steuereinheit kann in einen der Laserscanner integriert und/oder mit den Laserscannern verbunden sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass diese zumindest zwei Bearbeitungsstationen aufweist, die jeweils zwei stationäre Laserscanner umfassen, die zur Erzeugung einer vorzugsweise fluiddichten, insbesondere gasdichten, Schweißverbindung zwischen zwei, eine Bipolarplatte bildenden Einzelplatten eingerichtet sind.
In einer ersten der beiden Bearbeitungsstationen kann ein erster Teil der Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten einer Bipolarplatte erzeugt werden, während in der zweiten Bearbeitungsstation der übrige Teil der
Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten erzeugt wird. Die Erzeugung der vorzugsweise fluiddichten, insbesondere gasdichten Schweißverbindung zwischen den Einzelplatten der Bipolarplatte wird somit auf zwei Bearbeitungsstationen verteilt.
Die Verwendung von zwei Bearbeitungsstationen erlaubt ferner, die vergleichsweise filigranen Einzelplatten der herzustellenden Bipolarplatten in der ersten
Bearbeitungsstation möglichst großflächig aufzuspannen und den ersten Teil der Schweißverbindung mit den beiden Laserscannern der ersten Bearbeitungsstation zu erzeugen. Die großflächige Aufspannung der Einzelplatten kann einen Verzug der Einzelplatten beim Verschweißen und damit verbundene Ungenauigkeiten vermeiden. In der zweiten Bearbeitungsstation kann eine andere, ebenfalls möglichst großflächige Aufspannung der Einzelplatten erfolgen, die die Fertigstellung der Schweißverbindung zwischen den Einzelplatten mit den beiden Laserscannern der zweiten Bearbeitungsstation erlaubt. Die beiden Laserscanner einer Bearbeitungsstation können gemeinsam einen Doppelfeld-Laserscanner bilden. Dabei können die Laserscanner so angeordnet und/oder angesteuert und/oder dazu eingerichtet sein, dass ihre Scanfelder sich gegenseitig überlappen. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die Vorrichtung eine Steuereinheit zur Ansteuerung sämtlicher Laserscanner aufweisen kann. Es ist unter anderem aber auch möglich, dass jeder Bearbeitungsstation jeweils zumindest eine Steuereinheit zugeordnet ist. Wenn die beiden Laserscanner einer Bearbeitungsstation sich überlappende und/oder möglichst große Scanfelder aufweisen, ist die Herstellung von Bipolarplatten unterschiedlicher Größen möglich, ohne die Position der Laserscanner beim Verschweißen der Einzelplatten zu verändern. Die Laserscanner können somit auch bei großen Bipolarplatten stationär bleiben. Dies begünstigt eine hohe Fertigungsgenauigkeit. Sich überlappende Scanfelder können außerdem vorteilhaft für den zuvor bereits erwähnten symmetrischen Wärmeeintrag beim Verschweißen der Einzelplatten sein. Die zumindest eine Bearbeitungsstation der Vorrichtung kann zumindest einen optischen Sensor, beispielsweise eine Kamera und/oder einen Vision-Sensor aufweisen. Mithilfe des zumindest einen optischen Sensors ist es möglich, eine Position einer mit den beiden Laserscannern erzeugten Schweißverbindung zu prüfen, die beiden Laserscanner zur Herstellung der
Schweißverbindung entsprechend anzusteuern und/oder einen Abgleich der Scanfelder der zwei Laserscanner vorzunehmen. Ferner kann der optische Sensor zur Offsetierung, also Null- Punkt-Setzung, der Scanfelder in Abhängigkeit der jeweils zu bearbeitenden Einzelplatten und ihrer Aufspannung an der Bearbeitungsstation verwendet werden.
Der zumindest eine optische Sensor kann hierbei in einen der beiden Laserscanner der zumindest einen Bearbeitungsstation integriert sein. Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist jeder Laserscanner jeweils einen derartigen, vorzugsweise integrierten, optischen Sensor auf.
Die Vorrichtung kann eine Fördervorrichtung aufweisen, beispielsweise einen Rundtakttisch, über die zumindest eine Bearbeitungsstation, insbesondere die zuvor bereits erwähnten Bearbeitungsstationen, und/oder eine Beschickungsstation und/oder eine Entnahmestation der Vorrichtung fördertechnisch miteinander verbunden sind. Besonders kompakt kann die Vorrichtung gestaltet sein, wenn als Fördervorrichtung ein
Rundtakttisch verwendet wird. Um diesen herum können dann die einzelnen Stationen der Vorrichtung auf vergleichsweise kleiner Standfläche angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung besonders einfach in ein bestehendes Produktionslayout integrieren. Die Verwendung eines
Rundtakttisches kann außerdem eine Anzahl von zur Aufspannung der Einzelplatten verwendeten Spannmittel, die auch als Bodenwerkzeuge bezeichnet und nachfolgend näher erläutert werden, auf ein Minimum reduzieren. Die Vorrichtung kann für jede Station der Vorrichtung, insbesondere für jede Bearbeitungsstation und/oder für eine, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte, Beschickungsstation und/oder für eine, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte, Entnahmestation jeweils ein Bodenwerkzeug aufweisen. Das Bodenwerkzeug kann als Transportmittel und Spannmittel für Einzelplatten von herzustellenden Bipolarplatten, aber auch für fertige Bipolarplatten verwendet werden. Wenn die Bodenwerkzeuge als Transportmittel verwendet werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn diese entlang der Fördervorrichtung von Station zu Station der Vorrichtung bewegbar sind. Hierfür können die Bodenwerkzeuge Teil der Fördervorrichtung sein.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung kann das zumindest eine Bodenwerkzeug eine aus seiner Ausgangstellung in eine Bearbeitungsstellung bewegbare, insbesondere in vertikaler Richtung anhebbare, Werkstückaufnahme für zumindest eine Einzelplatte und/oder eine fertige Bipolarplatte umfassen.
Mithilfe der Werkstückaufnahme des zumindest einen Bodenwerkzeugs können Einzelplatten einer herzustellenden
Bipolarplatte an der zumindest einen Bearbeitungsstation der Vorrichtung zum Verschweißen ordnungsgemäß präsentiert und/oder aufgespannt werden.
Zum Aufspannen der Einzelplatten beim Verschweißen kann jede Bearbeitungsstation der Vorrichtung eine Spannvorrichtung für Einzelplatten einer herzustellenden Bipolarplatte aufweisen, die ein relativ zu den Laserscannern der Bearbeitungsstation stationäres, also ortsfestes Kopfwerkzeug umfasst.
Dem Kopfwerkzeug kann zumindest zeitweise ein bewegliches Bodenwerkzeug der Vorrichtung zugeordnet sein. Vorteilhaft kann es sein, wenn das Kopfwerkzeug zur Zentrierung des Bodenwerkzeugs und insbesondere seiner vorzugsweise beweglichen Werkstückaufnahme eingerichtet ist. So können das Bodenwerkzeug, seine die Werkstückaufnahme und daran angeordnete Einzelplatten einer herzustellenden Bipolarplatte in ihrer Bearbeitungsstellung ordnungsgemäß ausgerichtet und mithilfe des Kopfwerkzeugs und des Bodenwerkzeugs für die Erzeugung der Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten aufgespannt werden. Auch dies begünstigt eine präzise Fertigung der Bipolarplatten.
Wenn die Vorrichtung zumindest zwei Bearbeitungsstationen umfasst, können wenigsten zwei der Bearbeitungsstationen der Vorrichtung zum unterschiedlichen Aufspannen der Einzelplatten der herzustellenden Bipolarplatten unterschiedliche Kopfwerkzeuge aufweisen. Die Kopfwerkzeuge der
Bearbeitungsstationen sind dabei vorzugsweise stationär an den Bearbeitungsstationen und vor allem stationär relativ zu den beiden Laserscannern der jeweiligen Bearbeitungsstation angeordnet .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist diese zumindest zwei, vorzugsweise insgesamt vier Bodenwerkzeuge auf, die von Station zu Station der
Vorrichtung, beispielsweise entlang der zuvor bereits erwähnten Fördervorrichtung, vorzugsweise an dem Rundtakttisch, bewegt werden können.
Auf diese Weise kann zu jedem Arbeitstakt der Vorrichtung jeder Station der Vorrichtung, also beispielsweise der zumindest einen Bearbeitungsstation, der Beschickungsstation und der Entnahmestation, jeweils ein Bodenwerkzeug zugeordnet sein. Die Vorrichtung kann eine Anzahl von Kopfwerkzeugen aufweisen, die der Anzahl der Bearbeitungsstationen entspricht.
Mithilfe der Fördervorrichtung können die Bodenwerkzeuge dann entsprechend dem Fertigungstakt von Station zu Station bewegt werden, um hierbei die Bipolarplatten-Rohlinge bzw. die fertigen Bipolarplatten von Station zu Station zu transportieren.
Die Vorrichtung kann zumindest einen Aktor, insbesondere einen Servomotor, aufweisen, der zur Positionierung einer Werkstückaufnahme eines Bodenwerkzeugs relativ zu einem Kopfwerkzeug einer Bearbeitungsstation eingerichtet ist. Mithilfe eines derartigen Aktors kann die Werkstückaufnahme eines an einer Bearbeitungsstation der Vorrichtung positionierten Bodenwerkzeugs aus ihrer Ausgangsstellung in ihre Bearbeitungsstellung bewegt werden.
Um die Vorrichtung vergleichsweise einfach auf unterschiedliche Bipolarplatten-Muster Umrüsten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zumindest eine Wechselhalterung für das zumindest eine Kopfwerkzeug und/oder das zumindest eine Bodenwerkzeug der Vorrichtung aufweist und/oder das zumindest eine Kopfwerkzeug und/oder das zumindest eine Bodenwerkzeug der Vorrichtung jeweils als Wechselwerkzeuge ausgebildet sind. Um eine möglichst gute, d.h. fluiddichte, vorzugsweise gasdichte, Schweißverbindung zu erzeugen, kann es ferner vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung eine Schutzbegasungsvorrichtung aufweist. Die
Schutzbegasungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, einen Arbeitsraum der zumindest einen Bearbeitungsstation mit einer Schutzgasatmosphäre zu versehen; dies zumindest dann, wenn die Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten einer herzustellenden Bipolarplatte mithilfe der beiden Laserscanner einer Bearbeitungsstation erzeugt werden soll. Hierbei kann die Schutzbegasungsvorrichtung über ein
Kopfwerkzeug und/oder ein Bodenwerkzeugs der Vorrichtung mit dem Arbeitsraum der Bearbeitungsstation verbunden sein. Der Arbeitsraum kann durch das Kopfwerkzeug und/oder das Bodenwerkzeug begrenzt sein. So wird ein vergleichsweise kleiner, begrenzter Arbeitsraum geschaffen, der zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre in dem Arbeitsraum nur eine geringe Menge Schutzgas benötigt. An dem Kopfwerkzeug und/oder dem Bodenwerkzeug kann ein entsprechender Schutzgasauslass der Schutzbegasungsvorrichtung vorgesehen sein, um Schutzgas in den Arbeitsraum einzuleiten.
Die Vorrichtung kann ferner zumindest eine
Handhabungsvorrichtung aufweisen, die zur Beschickung der Vorrichtung mit Einzelplatten und/oder zur Entnahme von fertigen Bipolarplatten eingerichtet ist. Bei einer Ausführungsform der Handhabungsvorrichtung umfasst diese zumindest einen Roboter, der vorzugsweise als Schwenkarmroboter ausgebildet sein kann. Ferner kann die Handhabungsvorrichtung zumindest einen Greifer, beispielsweise zumindest einen Sauggreifer umfassen. Die Verwendung eines Sauggreifers ermöglicht die besonders schonende Handhabung von Einzelplatten bzw. fertig hergestellten Bipolarplatten.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung sind einer Beschickungsstation und einer Entnahmestation der Vorrichtung jeweils eine Handhabungsvorrichtung zugeordnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder in Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale des Ausführungsbeispiels .
Es zeigen:
Figur 1 Eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten, die eine Beschickungsstationen, zwei Bearbeitungsstationen und eine Entnahmestation aufweist, wobei jede der beiden Bearbeitungsstationen zwei stationäre Laserscanner umfasst, die zur Erzeugung einer fluiddichten, nämlich gasdichten, Schweißverbindung zwischen zwei Einzelplatten einer herzustellenden Bipolarplatte eingerichtet sind,
Figur 2 eine Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte
Vorrichtung, wobei zu erkennen ist, dass die insgesamt vier Stationen der Vorrichtung durch eine Fördervorrichtung, nämlich eine Vertakteinrichtung in Form eines Rundtakttisches miteinander verbunden sind,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer der beiden Bearbeitungsstationen aus den Figuren 1 und 2. Sämtliche Figuren zeigen zumindest Teile einer im Ganzen mit 1 bezeichneten Vorrichtung zur Herstellung von Bipolarplatten 2, wie sie beispielsweise für Brennstoffzellen verwendet werden können. Die Vorrichtung 1 weist insgesamt zwei Bearbeitungsstationen 3 und 4 auf, die jeweils mit zwei stationäre Laserscanner 5 ausgestattet sind. Die Laserscanner 5 sind zum fluiddichten, nämlich gasdichten, Verschweißen von zwei eine Bipolarplatte 2 bildenden Einzelplatten 6 eingerichtet. In der ersten Bearbeitungsstation 3 der beiden
Bearbeitungsstationen 3 und 4 der Vorrichtung 1 wird dabei ein erster Teil einer Einzelplatten 6 einer Bipolarplatte 2 verbindenden fluiddichten, nämlich gasdichten
Schweißverbindung und in der zweiten Bearbeitungsstation 4 der beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 ein zweiter Teil, der die Einzelplatten 6 verbindenden Schweißverbindung erzeugt. Die Erzeugung der gasdichten Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten 6 wird somit auf die beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 der Vorrichtung verteilt. Die beiden Laserscanner 5 einer Bearbeitungsstation 3 und 4 bilden einen Doppelfeld-Laserscanner. Dies, indem die beiden Laserscanner 5 einer Bearbeitungsstation 3 und 4 jeweils sich überlappende Scanfelder aufweisen. Die Scanfelder der Laserscanner 5 der beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 sind dabei so groß, dass sie die Bearbeitung auch unterschiedlicher Bipolarplatten-Muster erlauben, ohne die Laserscanner 5 hierfür bewegen zu müssen. Die Laserscanner 5 können somit auch bei unterschiedlichen Bipolarplatten-Mustern ortsfest an ihrer Bearbeitungsstation 3 und 4 verbleiben, was die Genauigkeit der Schweißverbindung zwischen den beiden
Einzelplatten 6 bei der Herstellung einer Bipolarplatte 2 begünstigt. Die Scanfelder der Laserscanner 5 werden in den Figuren mit den mit 7 bezeichneten Laser-Kegeln veranschaulicht. Jede der Bearbeitungsstationen 3 und 4 weist jeweils zumindest einen optischen Sensor 8 auf. Dieser kann beispielsweise als Kamera und/oder als sogenannter Vision-Sensor eines Vision-Systems ausgebildet und in einen der Laserscanner 5 integriert sein.
Die optischen Sensoren 8 der Bearbeitungsstationen 3 und 4 werden unter anderem zur sogenannten Offsetierung der Scanfelder der Laserscanner 5 verwendet. Mit den optischen Sensoren 8 kann bei der Offsetierung somit abhängig von der Geometrie, der Anordnung und der Größe der herzustellenden Bipolarplatte 2 und ihrer Einzelplatten 6 vor dem eigentlichen Laserschweißen ein Nullpunkt definiert werden, von dem aus ein Strahlführung der Laserscanner 5 zum Erzeugen der Schweißverbindung berechnet bzw. vorgegeben wird. Auch dies begünstigt die hochpräzise Fertigung der Bipolarplatten 2. Die optischen Sensoren 8 können auch zum Abgleich der Scanfelder der Laserscanner 5 verwendet werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst auch eine Fördervorrichtung 9, die beim in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 als Vertakteinrichtung, konkret als Rundtakttisch ausgebildet ist. Durch die Fördervorrichtung 9 werden die beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 der Vorrichtung 1 sowie eine Beschickungsstation 10 und eine Entnahmestation 11 der Vorrichtung 1 fördertechnisch miteinander verbunden.
Die Fördervorrichtung 9 in Form des Rundtakttisches der Vorrichtung 1 weist für jede der Stationen 3, 4 sowie 10 und
11 der Vorrichtung 1 jeweils ein Bodenwerkzeug 12 und somit insgesamt vier Bodenwerkzeuge 12 auf. Die vier Bodenwerkzeuge
12 dienen einerseits als Transportmittel für die Einzelplatten 6 bzw. die fertigen Bipolarplatten 2 und andererseits auch als Spannmittel für die Einzelplatten 6 an den Bearbeitungsstationen 3 und 4.
Die insgesamt 4 Bodenwerkzeuge 12 weisen zu diesem Zweck jeweils eine aus einer Ausgangsstellung in eine Bearbeitungsstellung bewegbare, in vertikaler Richtung anhebbare Werkstückaufnahme 13 für zumindest eine Bipolarplatte 2 bzw. für zwei noch unverbundene Einzelplatten 6 einer herzustellenden Bipolarplatte 2 auf.
Jede der beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 weist außerdem eine Spannvorrichtung 14 für Einzelplatten 6 einer herzustellenden Bipolarplatte 2 auf. Die Spannvorrichtung 14 der Bearbeitungsstationen 3 und 4 umfasst ein relativ zu den Laserscannern 5 der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 oder 4 stationäres, also ortsfestes Kopfwerkzeug 15. Dadurch haben das Kopfwerkzeug 15 und die beiden Laserscanner 5 einer jeden der beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 unveränderliche Relativpositionen zueinander, was die Fertigungsgenauigkeit beim Erzeugen der Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten 6 einer herzustellenden Bipolarplatte 2 begünstigt.
Insbesondere die Figuren 1 und 2 verdeutlichen, dass jedem Kopfwerkzeug 15 zumindest zeitweise ein Bodenwerkzeug 12 der Vorrichtung 1 zugeordnet ist. Die Kopfwerkzeuge 15 sind dazu eingerichtet, die beweglichen Werkstückaufnahmen 13 der Bodenwerkzeuge 12 und daran angeordnete Einzelplatten 6 einer herzustellenden Bipolarplatte 2 in ihrer Bearbeitungsstellung für die ordnungsgemäße Erzeugung der Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten 6 ordnungsgemäß auszurichten und mithilfe des Kopfwerkzeugs 15 und des Bodenwerkzeugs 12 aufzuspannen. Zur ordnungsgemäßen Ausrichtung der
Werkstückaufnahmen 13 weisen die Kopfwerkzeuge 15 und/oder die Werkstückaufnahmen 13 entsprechende Zentriermittel auf. Ferner sind die Bodenwerkzeuge 12 schwimmend gelagert, was ihre ordnungsgemäße Ausrichtung und Zentrierung an den Kopfwerkzeugen 15 begünstigt.
Die an den Bearbeitungsstationen 3 und 4 jeweils befindlichen Bodenwerkzeuge 12 werden dabei zumindest zeitweise Bestandteil der Spannvorrichtung 14 der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 und 4.
Die Vorrichtung 1 weist insgesamt vier Bodenwerkzeuge 12 auf, die mithilfe der als Rundtakttisch ausgebildeten Fördervorrichtung 9 getaktet von Station zu Station der Vorrichtung 1 bewegt werden können. Die Bearbeitungsstationen 3 und 4 der Vorrichtung 1 weisen jeweils einen Aktor 16, nämlich einen Servomotor, auf, der zur Positionierung einer Werkstückaufnahme 13 eines Bodenwerkzeugs 12, das an der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 oder 4 angeordnet ist, relativ zu dem jeweiligen Kopfwerkzeug 15 der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 bzw. 4 eingerichtet ist.
Der Servomotor ist zur Erzeugung eines vertikalen Hubs eingerichtet, durch den die Werkstückaufnahme 3 in eine Bearbeitungsposition oder auch Spannposition an dem Kopfwerkzeug 15 gelangt.
Sowohl für die Kopfwerkzeuge 15 als auch für die Bodenwerkzeuge 12 weist die Vorrichtung 1 entsprechende Wechselhalterungen 17 auf. Ferner sind sowohl die Kopfwerkzeuge 15 als auch die Bodenwerkzeuge 12 als Wechselwerkzeuge ausgebildet, so dass sie aufgrund der Wechselhalterung 17 vergleichsweise einfach gegen anders ausgebildete Kopfwerkzeuge 15 bzw. Bodenwerkzeuge 12 ausgetauscht werden können. So lässt sich die Vorrichtung 1 einfach Umrüsten, um Bipolarplatten 2 nach anderen Bipolarplatten-Mustern zu fertigen.
Die Kopfwerkzeuge 15 der beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 unterscheiden sich voneinander insofern, als dass sie unterschiedliche Aufspannungen der Einzelplatten 6 einer herzustellenden Bipolarplatte 2 erlauben. Dies ermöglicht es, in der ersten Bearbeitungsstation 3 einen anderen Teil der Schweißverbindung zwischen den beiden Einzelplatten 6 der herzustellenden Bipolarplatte 2 als in der zweiten Bearbeitungsstation 4 zu erzeugen. Die zweite Bearbeitungsstation 4 weist ein anders gestaltetes Kopfwerkzeug 15 als die erste Bearbeitungsstation 3 auf, mit dem die Einzelplatten 6 der herzustellenden Bipolarplatte 2 an anderen Stellen aufgespannt werden. Die andere Aufspannung ermöglicht dann dementsprechend die Erzeugung der übrigen Teile der Schweißverbindung mithilfe der beiden Laserscanner 5 der zweiten Bearbeitungsstation 4.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Schutzbegasungsvorrichtung 18, die dazu eingerichtet ist, einen Arbeitsraum 19 der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 bzw. 4 der Vorrichtung mit einer Schutzgasatmosphäre zu versehen. Dies kann die Qualität der Schweißverbindung, die mithilfe der Laserscanner 5 der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 und 4 erzeugt wird, günstig beeinflussen.
Die Schutzbegasungsvorrichtung 18 weist an jeder Bearbeitungsstation 3 bzw. 4, beispielsweise an dem Kopfwerkzeug 15 und/oder an dem Bodenwerkzeug 12, einen Schutzgasauslass 20 auf, über den Schutzgas in den jeweiligen Arbeitsraum 19 eingelassen werden kann. Dadurch, dass der Arbeitsraum 19 durch das jeweilige Kopfwerkzeug 15 und Bodenwerkzeug 12 begrenzt wird, ist er vergleichsweise klein, was den Bedarf an Schutzgas zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre in günstiger Weise verringert. Die Figuren 1 und 2 verdeutlichen, dass die Vorrichtung 1 ferner zwei Handhabungsvorrichtungen 21 aufweist, die zur Beschickung der Vorrichtung 1 mit Einzelplatten 6 bzw. zur Entnahme von fertigen Bipolarplatten 2 eingerichtet sind. Die beiden Handhabungsvorrichtungen 21 sind benachbart zu dem Rundtakttisch der Fördervorrichtung 9 angeordnet und umfassen jeweils einen Schwenkarmroboter 22, der einen Sauggreifer 23 aufweist. Der Sauggreifer 23 erlaubt die besonders schonende Handhabung der Einzelplatten 6 wie auch der fertigen Bipolarplatten 2.
Die Vorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, beispielsweise durch zumindest eine dazu eingerichtete Steuereinheit 24, die Laserscanner 5 der beiden Bearbeitungsstationen 3 und 4 so anzusteuern, dass die Schweißverbindung zwischen zwei beiden
Einzelplatten 6 symmetrisch erzeugt wird und beim Erzeugen der Schweißverbindung zwischen zwei Einzelplatten 6 ein symmetrischer Wärmeeintrag in die Einzelplatten 6 erfolgt.
Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Bipolarplatten 2, wie sie beispielsweise für Brennstoffzellen eingesetzt werden. Hierzu wird eine Vorrichtung 1 vorgeschlagen, die an zumindest einer Bearbeitungsstation 3,4 zwei ortsfeste Laserscanner 5 aufweist, die zum vorzugsweise fluiddichten Verschweißen von Einzelplatten 6 einer herzustellenden Bipolarplatte 2 eingerichtet sind.
/ Bezugszeichenliste
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Bipolarplatte
3 erste Bearbeitungsstation
4 zweite Bearbeitungsstation
5 Laserscanner
6 Einzelplatte
7 Laser-Kegel
8 optischer Sensor
9 Fördervorrichtung
10 BeschickungsStation
11 Entnahmestation
12 Bodenwerkzeug
13 Werkstückaufnahme
14 Spann orrichtung
15 Kopfwerkzeug
16 Aktor
17 Wechselhalterung
18 SchutzbegasungsVorrichtung
19 Arbeitsraum
20 Schutzgasauslass
21 HandhabungsVorrichtung
22 Schwenkarmroboter
23 Sauggreifer
24 Steuereinheit
/ Ansprüche

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Bipolarplatten (2), insbesondere für Brennstoffzellen, mit wenigstens einer Bearbeitungsstation (3,4), die zumindest zwei stationäre Laserscanner (5) umfasst, die zur Erzeugung einer vorzugsweise fluiddichten, insbesondere gasdichten, Schweißverbindung zwischen zwei eine Bipolarplatte (2) bildenden Einzelplatten (6) eingerichtet sind.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, beispielsweise durch zumindest eine dazu eingerichtete Steuereinheit (24), die beiden Laserscanner (5) der zumindest einen Bearbeitungsstation (3,4) so anzusteuern, dass die Schweißverbindung zwischen zwei Einzelplatten (3) symmetrisch erzeugt wird und/oder beim Erzeugen der Schweißverbindung zwischen zwei Einzelplatten (6) ein symmetrischer Wärmeeintrag in die Einzelplatten (6) erfolgt.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 mit zumindest zwei Bearbeitungsstationen (3,4), die jeweils zwei stationäre Laserscanner (5) umfassen, die zur Erzeugung einer vorzugsweise fluiddichten, insbesondere gasdichten, Schweißverbindung zwischen zwei eine Bipolarplatte (2) bildenden Einzelplatten (6) eingerichtet sind.
4. Vorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei in einer ersten Bearbeitungsstation (3) der beiden Bearbeitungsstationen (3,4) ein erster Teil einer Einzelplatten (6) einer Bipolarplatte (2) verbindenden, vorzugsweise fluiddichten, Schweißverbindung und in einer zweiten Bearbeitungsstation (4) ein zweiter Teil der die Einzelplatten (6) verbindenden Schweißverbindung erzeugbar sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die beiden Laserscanner (5) einer Bearbeitungsstation (3,4) einen Doppelfeld-Laserscanner bilden und/oder wobei die Laserscanner (5) einer Bearbeitungsstation (3,4) sich überlappende Scanfelder aufweisen.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Bearbeitungsstation (3,4) zumindest einen optischen Sensor (8), beispielsweise eine Kamera und/oder einen Vision-Sensor, zur Prüfung einer Position einer mit den beiden Laserscannern erzeugten Schweißverbindung und/oder zur Steuerung der beiden Laserscanner und/oder zum Abgleich von Scanfeldern und/oder zur Offsetierung von Scanfeldern der zwei Laserscanner aufweist, insbesondere wobei der zumindest eine optische Sensor (8) in einen Laserscanner integriert ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) eine Fördervorrichtung (9), insbesondere einen Rundtakttisch, über die zumindest eine Bearbeitungsstation (3,4), insbesondere die beiden Bearbeitungsstationen (3,4), und/oder eine
Beschickungsstation (10) und/oder eine Entnahmestation (11) fördertechnisch miteinander verbunden sind.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1), insbesondere der Rundtakttisch der Vorrichtung (1), für jede Station (3,4,10,11) der Vorrichtung (1), insbesondere für jede Bearbeitungsstation
(3,4) und/oder für eine oder die Beschickungsstation (10) und/oder für eine oder die Entnahmestation (11), jeweils ein Bodenwerkzeug (12) aufweist, das eine aus einer Ausgangstellung in eine Bearbeitungsstellung bewegbare, insbesondere in vertikaler Richtung anhebbare, Werkstückaufnahme (13) für zumindest eine Bipolarplatte (2) umfasst.
9. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jede Bearbeitungsstation (3,4) der Vorrichtung (1) eine Spannvorrichtung (14) für Einzelplatten (6) einer herzustellenden Bipolarplatte (2) mit einem relativ zu den Laserscannern (5) der Bearbeitungsstation (3,4) stationären Kopfwerkzeug (15) aufweist, insbesondere wobei zwei Bearbeitungsstationen (3,4) der Vorrichtung (1) unterschiedliche Kopfwerkzeuge (15) aufweisen, um Einzelplatten (6) und/oder eine Bipolarplatte (2) unterschiedlich aufzuspannen.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei dem Kopfwerkzeug (15) zumindest zeitweise ein bewegliches Bodenwerkzeug (12), das eine Werkstückaufnahme (13) aufweist, zugeordnet ist, wobei das Bodenwerkzeug (12) mithilfe des Kopfwerkzeugs (15) zentrierbar ist, um die Werkstückaufnahme (13) und daran angeordnete Einzelplatten (6) einer herzustellenden Bipolarplatte (2) in ihrer Bearbeitungsstellung ordnungsgemäß auszurichten und mithilfe des Kopfwerkzeugs (15) und des Bodenwerkzeugs (12) aufzuspannen.
11. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zumindest zwei Bodenwerkzeuge (12) aufweist, die von Station zu Station der Vorrichtung (1) bewegbar sind, insbesondere mit der Fördervorrichtung (9).
12. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zumindest einen Aktor (16), insbesondere einen Servomotor, aufweist, der zur Positionierung einer Werkstückaufnahme (13) eines Bodenwerkzeugs (12) relativ zu einem Kopfwerkzeug (15) einer Bearbeitungsstation (3,4) eingerichtet ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) für das zumindest eine Kopfwerkzeug (15) und/oder für das zumindest eine Bodenwerkzeug (12) eine Wechselhalterung (17) aufweist und/oder wobei das zumindest eine Kopfwerkzeug (15) und/oder das zumindest eine Bodenwerkzeug (12) als Wechselwerkzeug ausgebildet sind.
14. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) eine Schutzbegasungsvorrichtung (18) aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen Arbeitsraum (19) der zumindest einen Bearbeitungsstation (3,4) mit einer Schutzgasatmosphäre zu versehen.
15. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung zumindest eine Handhabungsvorrichtung (21) aufweist, die zur Beschickung der Vorrichtung (1) mit Einzelplatten (6) und/oder zur Entnahme von Bipolarplatten (2) eingerichtet ist, vorzugsweise wobei die zumindest eine Handhabungsvorrichtung (21) zumindest einen Roboter, vorzugsweise zumindest einen Schwenkarmroboter (22), und/oder zumindest einem Greifer und/oder Sauggreifer (23) umfasst.
/ Zusammenfassung
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