WO2023237545A1 - Prüfvorrichtung und prüfverfahren für die energiezellen produzierende industrie sowie herstellungsverfahren für eine prüfvorrichtung - Google Patents

Prüfvorrichtung und prüfverfahren für die energiezellen produzierende industrie sowie herstellungsverfahren für eine prüfvorrichtung Download PDF

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WO2023237545A1
WO2023237545A1 PCT/EP2023/065107 EP2023065107W WO2023237545A1 WO 2023237545 A1 WO2023237545 A1 WO 2023237545A1 EP 2023065107 W EP2023065107 W EP 2023065107W WO 2023237545 A1 WO2023237545 A1 WO 2023237545A1
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WO
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contact surfaces
carrier
testing device
testing
contact
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/065107
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Müller
Christian Frédéric ADOLFF
Thomas Erdmann
Norbert Henning
Ronald Hroch
Jannik Rohmann
Karsten Meinke
Original Assignee
Körber Technologies Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Körber Technologies Gmbh filed Critical Körber Technologies Gmbh
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a testing device for the energy cell producing industry, which is designed to test flat elements that are suitable for forming a cell stack.
  • the invention further relates to a corresponding testing method and a manufacturing method for producing a testing device.
  • Energy cells or energy storage cells are used for galvanic accumulators, for example in motor vehicles, other land vehicles, ships and aircraft, in which a significant amount of energy must be stored in such a way that it can be accessed over long periods of time.
  • energy cells have a structure made up of a large number of flat elements stacked to form a stack, hereinafter referred to as cell stacks. These flat elements are formed, for example, by monocells.
  • Monocells are each alternating anode sheets and cathode sheets, also called electrodes, separated from each other by separator sheets.
  • a monocell typically has the layer sequence: separator - electrode (for example anode) - separator - electrode (for example cathode).
  • the flat elements are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of each other to form the cell stacks in the predetermined order and connected to one another, for example by lamination.
  • Devices for producing battery cells are known, for example, from WO 2016/041713 A1 and DE 10 2017 216 213 A1.
  • the separator may be damaged during production. If a monocell with a damaged separator is used to form the cell stack, this can negatively affect the functionality and lifespan of the cell stack.
  • Energy cells can also be fuel cells or solar cells, for example, where flat elements can also be damaged during production.
  • test devices that travel along with the flat elements in the production process and which test the flat elements alternately.
  • the test device actively contacts so-called arrester flags, which are part of the electrodes of the flat elements.
  • arrester flags which are part of the electrodes of the flat elements.
  • the performance of the machine is limited due to the discontinuous movements. no limited.
  • the flat elements can be damaged when contacting the arrester lugs.
  • the object of the present application is to specify an improved testing device for testing flat elements, a corresponding testing method and a manufacturing method for a testing device.
  • a testing device for the energy cell producing industry is proposed to solve the problem, wherein the testing device is set up to test flat elements that are suitable for forming a cell stack, the testing device comprising a plurality of testing units which can be operated by means of a Conveyor device can be moved relative to a stationary part of the testing device, the testing units each comprising at least two contact surfaces for electrical and/or signaling contact with a flat element to be tested, the testing units each comprising a carrier with electrically insulating properties through which the contact surfaces of the respective Test unit are stored relative to each other in a predefined position and orientation, with the carriers of the test units being attached to the conveyor device.
  • the contact surfaces of each test unit are through the insulating properties of the carrier are stored electrically insulated from one another, so that a flat element can be tested without interference from contact with the contact surfaces of a test unit.
  • the contact surfaces are preferably connected or connectable to a measuring device.
  • the contact surfaces are electrically insulated from the conveyor device by the carrier, so that, for example, the conveyor device can be designed to be electrically conductive.
  • the carrier element can, for example, be formed only partially, for example only on the surface, from an electrically insulating material.
  • the carrier preferably consists entirely of an electrically insulating material such as plastic.
  • the flat elements to be tested are preferably monocells.
  • the number of carriers attached to the conveyor device is a multiple of three or four.
  • exactly 12 carriers have proven to be advantageous because this number represents an ideal compromise between the parallelization of measurements on the one hand, and a reasonable number of measuring devices on the other.
  • the conveyor device is preferably formed by a rotatably mounted drum, on the radially outer surface of which the test units are attached. This means that the flat elements to be tested can be measured while they are moving on a circular path; In this way, a measurement can be carried out particularly easily and efficiently during a conveying movement of the flat elements.
  • the testing device can also referred to as a test drum.
  • test units each comprise a first and a second contact surface, which are designed to electrically and/or signally contact two electrodes of a flat element when the flat element is in contact with the test unit, with the test units each having a third Include contact surface for electrical and/or signaling contact of a separator of the flat element resting on the test unit.
  • This arrangement of the three contact surfaces of a test unit on the carrier allows the separators of a monocell to be tested separately from one another in an advantageous manner without the monocell having to be removed from the test unit.
  • the third contact surface thus serves as a temporary electrode assigned to the testing device, by means of which an external separator of the flat element can be tested.
  • the disclosure content of this application should also explicitly include the proposed testing device together with a flat element or several flat elements, for example in the form of monocells, which is or are stored in the testing units.
  • the contact surfaces are preferably each formed by a metal sheet.
  • metal sheets are preferably made of materials with very good electrical conductivity, for example copper, gold, silver, nickel, aluminum or steel.
  • refined metal sheets for example metal sheets with a Nickel and/or gold plating.
  • the contact surfaces are attached to the carrier by a cohesive or positive connection.
  • An adhesive connection for example, can be considered as a cohesive connection.
  • this can be formed, for example, by a screw connection, whereby it has proven to be advantageous to screw the corresponding screws from the side of the conveyor device to the contact surfaces; In this way it can be ensured that the flat elements rest on the contact surface during the testing process without the disruptive influences of a screw connection.
  • the conveyor device is formed by a rotatably mounted drum, then the contact surfaces are screwed to the carrier from the radial inside.
  • the carrier is preferably formed by a, preferably one-piece, removable carrier element, which is attached to the conveyor device by means of a fastening means.
  • the fastening means is preferably formed by a fastening means which can be detached using a tool. Further preferably, the fastening means is formed by countersunk screws, so that the screw head does not protrude from the top of the carrier element, to which the contact surfaces are also attached.
  • a screw connection also offers the advantage that individual test units can be changed with little effort if necessary, for example in the event of damage or for maintenance work.
  • the test units form modules that can be changed as a whole.
  • the contact surfaces can be mounted on the carrier before the carrier is attached to the conveyor; This reduces the service life of the testing device during assembly or maintenance work.
  • the carrier is preferably formed by a dielectric structure, for example the carrier is formed by a plastic part. Further, for example, the carrier can be a cast part or a 3D printed part.
  • the carrier preferably has a concave surface on its underside facing the drum with a radius corresponding to the drum. If the lateral surface has a plurality of flat surfaces, then the carrier preferably has a flat surface on its underside facing the drum. Depending on the design of the contact surfaces, the top side of the carrier facing the contact surfaces can be flat or convex. In a first embodiment, the surface of the contact surfaces is convexly shaped, so that the contact surface formed by a metal sheet is bent in such a way that it rests flat on the convex top side of the carrier.
  • the side of the contact surface facing the flat element is also concave.
  • the sheet metal forming the contact surface is made thicker than in the first embodiment. It can lie flat on the flat top of the carrier.
  • the concave shape of that side of the contact surface on which the flat element rests during operation can be created, for example, by machining. If in the context of this application one speaks of convex or concave surfaces of the carrier or the contact surface, then this geometry refers to a corresponding sectional surface of the mounted carrier or contact surfaces, which runs orthogonally to a rotation axis of the drum.
  • the carrier can also be formed by an adhesive layer.
  • the adhesive layer then also has electrically insulating properties.
  • the adhesive electrically insulates the contact surfaces from each other and from the conveyor; Furthermore, the alignment and arrangement of the contact surfaces of a test unit relative to one another can be easily determined by means of the adhesive.
  • recesses are provided on an upper side of the carrier, which are designed to correspond in shape to the contact surfaces.
  • the recesses ensure a more reliable alignment of the contact surfaces.
  • the carrier preferably has a plurality of air channels which fluidly connect an underside of the carrier to an upper side of the carrier.
  • the air ducts can, for example, be connected to a line system of the conveyor device and be subjected to a negative pressure.
  • at least one of the contact surfaces per test unit has at least one flow-through area, which is in operative connection with at least one of the air channels of the respective carrier. In this way, the area of the contact surfaces that can be flowed through can also be subjected to a negative pressure, so that the flat element to be tested is sucked towards the contact surfaces.
  • the flow cross-section of the air duct on the top of the carrier is smaller than the flow cross-section of the flow-through area of the contact surface that is in operative connection with it.
  • the holding force acting on the flat elements due to the negative pressure can be distributed over a larger area, whereby gentle contacting of the flat element can be achieved by the test unit.
  • the smaller flow cross sections of the air channels of the carrier element increase the stability of the carrier element and create sufficient space for fasteners; on the one hand for attaching the carrier to the conveyor and on the other hand for attaching the contact surfaces on the carrier.
  • the flat elements in particular the arrester flags, can be held particularly gently by means of negative pressure because grippers and/or clamps, which can damage the arrester flags, can be dispensed with.
  • the flow-through area can be provided on the first, second and/or third contact surface.
  • the flow-through area can be formed, for example, by one or more holding holes or by the pores of an air-permeable, porous material.
  • Such a porous material can be produced, for example, by producing the carrier using the 3D printing process; This happens, for example, by reducing the material density in the area through which flow can pass.
  • the porosity of the material must be chosen such that the flat element can be sucked in.
  • the flat elements can be held on the test units by mechanical means, for example by belts or rollers.
  • the carrier comprises at least one cable duct in which a cable that is electrically and/or signal-connected to one of the contact surfaces is guided.
  • the cable duct enables predefined routing and storage of the cable so that possible interference can be reduced.
  • the cable is preferably a coaxial cable with the following structure starting from radially inside to radially outside: inner conductor, insulation, outer conductor and protective jacket.
  • the protective jacket preferably does not extend completely to a soldering point through which the inner conductor is connected to the respective contact surface.
  • the contact surfaces are preferably connected to the inner conductor of the cable by means of a soldered connection.
  • the outer conductor which serves as shielding, preferably extends to just before the soldering point;
  • the length of the part of the cable not covered by an outer conductor is preferably less than 1 cm, more preferably less than 0.5 cm, particularly preferably less than 0.1 cm.
  • Each contact surface is preferably connected to a separate cable; Each cable is preferably routed in its own cable duct on the respective carrier.
  • the air ducts and/or the cable ducts of the carrier can be provided not only in the removable carrier element, but also when the carrier is formed by an adhesive layer.
  • the adhesive can, for example, be poured and/or distributed around negative molds provided for this purpose.
  • functional units for example the cables or the contact surfaces, can even form a negative shape.
  • the test units are each set up to receive and transport a flat element.
  • the third contact surface simultaneously forms a transport support for the respective flat element or at least a part of the transport support.
  • the transport support thus simultaneously takes on both the function of transporting a flat element and the function of electrical or signaling connection of a separator of the transported flat element.
  • the flat element to be tested preferably rests with one of its separators on the transport support of the respective test unit.
  • the two electrodes of the flat element are then contacted by the first and second contact surfaces by means of the arrester flags mentioned, which protrude beyond the base area of the separators.
  • a pure transport support can also be provided instead of the third contact surface.
  • the pure transport support preferably consists of an insulating material, for example to reduce stray capacitances when measuring using the first and second contact surfaces.
  • the pure transport support is preferably formed by a surface section of the carrier intended for this purpose.
  • the flat extent of the third contact surface corresponds to the surface of the electrodes of the respective flat element without their conductor flags.
  • the planar extent of the third contact surface deviates less than 100%, preferably less than 50%, from the planar extent of the electrodes, more preferably less than 25%, in particular less than 10%. In this way, the third contact surface forms a pair of electrodes with the nearest electrode of the adjacent flat element, which provides measurement results suitable for quality testing.
  • a transport system can also be provided for transporting flat elements along a conveying path from a receiving point to a delivery point, with the conveying device being set up to carry one or more to bring their test units into contact with a flat element while it is being transported by the transport system, the contact between the respective test unit and the respective flat element being along part of the conveying path or the entire conveying path is maintained.
  • the transport system takes over the conveying of the flat elements, while the testing device takes over the testing of the flat elements.
  • the testing device is preferably set up to press the testing units with a predefined force against the flat elements transported by the transport system.
  • the conveyor device is set up to guide the test units over at least part of a corresponding circular path. This can be implemented, for example, by the conveyor moving the test units on a crescent-shaped path that corresponds to the geometry of the transport drum.
  • At least one measuring device is provided, with at least two of the contact surfaces of each of the test units being able to be connected to the at least one measuring device by means of a switching matrix.
  • test unit comprises at least two contact surfaces, at least one of the two separators of a monocell can be measured.
  • test units each comprise at least three contact surfaces, more preferably exactly three contact surfaces.
  • the switching matrix is preferably set up to connect the at least two or three contact surfaces of one of the test units differently, so that measurements can be carried out using the at least one A measuring device can be carried out in a predetermined electrical circuit or in different electrical circuits.
  • the switching matrix in the sense of this application preferably comprises at least one input channel and at least one output channel, preferably several output channels, wherein advantageously the input channel or channels can be connected or connected to the output channel or channels in a predefined configuration.
  • the at least two contact surfaces of the test units By connecting the at least two contact surfaces of the test units to the output channels of the switching matrix, they can be connected to the at least one measuring device that is connected to the at least one input channel. In principle, it is also possible to connect the at least one measuring device to the switching matrix via two or more input channels.
  • all contact surfaces of the test units are connected to the switching matrix on the output channel side.
  • all measuring devices are also connected to the switching matrix on the input channel side.
  • the switching matrix can fundamentally comprise further input channels and/or further output channels that are not connected to the at least one measuring device or the contact surfaces.
  • additional input channels can be provided, via which a voltage source is connected to the switching matrix.
  • At least two of the at least three contact surfaces of a test unit can preferably be connected to the measuring device at the same time.
  • conclusions can be drawn about the system state of the respective flat element based on the measurement of an impedance, an ohmic resistance or the electrical capacitance between two of the at least three contact surfaces.
  • the ohmic resistance can be measured at direct current or as the reciprocal of the real part of the complex admittance at an alternating voltage, for example with a frequency of 1 kHz, 10 kHz or 1000 kHz.
  • the capacity can also be measured at alternating voltage.
  • a breakdown measurement can be used to detect foreign bodies whose diameter or extent is smaller than the layer thickness of the separator. For example, if the flat element to be tested is formed by a monocell described above, the electrical resistance between two electrodes can decrease if the separator arranged between these electrodes is damaged.
  • the at least three, preferably exactly three, contact surfaces per test unit mean that a so-called 3-port measurement of the flat element arranged on the test unit can be carried out.
  • This has the advantage that the two separators of a monocell can be tested separately and/or together. So not only the separator of the flat element arranged between the first and second electrodes can be tested, but also the external separator, which is only contacted by an electrode of an adjacent flat element when the cell stack is formed.
  • the corresponding measurements can be carried out using intelligent interconnection Contact surfaces with the at least one measuring device take place.
  • the switching matrix being set up to electrically and/or signally interconnect one or more of the contact surfaces of one of the test units with different measuring devices.
  • the flat elements can be connected to different measuring devices without being removed from the respective testing unit, which allows the measurement of different parameters to be particularly gentle on the product.
  • the switching matrix is set up to connect the first and second contact surfaces simultaneously to the same measuring device; to connect the first and third contact surfaces simultaneously to the same measuring device; and/or to connect the second and third contact surfaces simultaneously with the same measuring device.
  • the flat element in the form of a monocell is placed against a test unit for testing, then the three contact surfaces of a test unit contact the flat element used as follows:
  • the flat element rests on the third contact surface with a first separator; a first electrode adjacent to the first separator, for example in the form of an anode, rests with its arrester flag on the first contact surface; a second electrode, for example in the form of a cathode, separated from the first electrode by a second separator, rests with its conductor flag on the second contact surface. If the first and second contact surfaces are connected to the at least one measuring device at the same time, then the second separator arranged between them can be tested.
  • the first separator arranged on the outside of the flat element can be tested.
  • the first and second separators can be tested at the same time.
  • the first and second separators are then arranged in a series or parallel connection between the second and third contact surfaces, depending on the switching configuration.
  • the switching matrix is preferably set up to connect the three contact surfaces of one of the test units differently, so that measurements can be carried out in different electrical circuits using the at least one measuring device.
  • the switching configuration can be different. In this way, a large number of measurements can be carried out on the flat element while it is in contact with the test unit.
  • a particularly pro- Duct-friendly measurement of the flat element can be carried out.
  • the extremely sensitive arrester flags of the electrodes which were already mentioned at the beginning, do not have to be contacted multiple times. For example, two or more contact surfaces of a test unit can also be short-circuited together.
  • the switching matrix is preferably set up to connect one or more of the contact surfaces of one of the test units to a voltage source and/or to switch them to ground. With these types of interconnection, additional switching configurations can be made possible, so that the measurement options can be expanded.
  • the switching matrix preferably comprises a plurality of relays for interconnecting the contact surfaces with one another and/or individual or more of the contact surfaces with one or more measuring devices.
  • the relays can be controlled or regulated, for example, by means of a control unit. Due to the large number of switching combinations, it has proven to be advantageous to operate the switching matrix with relays.
  • the switching matrix and thus also the relays can, for example, be based on the position of the conveyor device relative to the stationary part of the testing device. Of course, alternatively or additionally, further input parameters can be used to control or regulate the switching matrix or the relays. Switching individual or multiple contact surfaces to ground and/or connecting them to a voltage source is also preferably done using the relays.
  • relays are passive, galvanically isolated switching and the minimally invasive behavior regarding the change the measuring section. Furthermore, relays are able to conduct direct current and alternating current; Switching transistors are only able to do this to a limited extent. Furthermore, switching transistors have a significant influence on the measuring section.
  • the switching matrix is preferably part of the conveyor device. In this way, the interconnection on the conveyor device can be carried out efficiently.
  • the at least one measuring device is set up to measure an electrical capacitance and/or the ohmic resistance, more generally the real part and/or the imaginary part of the electrical impedance, and/or to carry out a breakdown measurement.
  • the at least one measuring device is part of the stationary part of the testing device. This means that the at least one measuring device does not have to be moved with the conveyor device. This is particularly advantageous if the testing device includes several measuring devices. Furthermore, the measuring devices can also be advantageously connected to the contact surfaces of different test units, so that a smaller number of measuring devices is required. In principle, however, it is also possible to integrate one or more of the measuring devices in the conveyor device.
  • a sliding contact device has proven to be advantageous for electrically and/or signally connecting the moving, for example rotating, conveyor device to the stationary part of the testing device.
  • a manufacturing method for producing a testing device is proposed to solve the problem, wherein in a method step a) metal sheets with an oversize are provided to form the contact surfaces; in a method step b) the metal sheets are attached to the conveyor device by means of the carriers; and in a method step c) the metal sheets attached to the conveyor device by means of the carrier are processed by a cutting tool.
  • the surface of the contact surfaces in particular can be processed in such a way that they have a predefined surface geometry.
  • a metal sheet can also be divided by machining in such a way that separate contact surfaces of a test unit are formed from it.
  • the flow-through areas which can be subjected to negative pressure during operation, can also be formed by machining, for example by drilling.
  • the task is solved by a method for testing flat elements that are intended to form a cell stack for the energy cell producing industry.
  • the flat elements are tested using a testing device as described above, with the flat elements to be tested each resting on the contact surfaces of one of the test units.
  • the testing of the flat elements preferably takes place during the transport of the flat elements, i.e. while the conveyor device is moving relative to the stationary part of the testing device.
  • the detection of a damaged or poor-quality flat element results in it being removed from the manufacturing process. This can be done, for example, by the testing device itself or alternatively by a separate device, for example in the form of an ejection drum.
  • the testing device it is also possible for the testing device to be used to record quality parameters of the flat elements for later use, without these necessarily being removed from the process.
  • the cell stack formed can be classified into different quality classes.
  • FIG. 1 shows a testing device with a conveyor device in the form of a drum without its stationary part
  • Fig. 2 shows a carrier with three contact surfaces
  • 3 shows a test unit with a flat element arranged thereon in a first cross section orthogonal to an axis of rotation of the drum
  • FIG. 4 shows a test unit with a flat element arranged thereon in a first cross section parallel to an axis of rotation of the drum;
  • FIG. 6 shows a carrier in a perspective view with a view of its top side
  • FIG. 7 shows a carrier in a perspective view with a view of its underside
  • FIG. 8 shows a sectional view of a carrier with a cable laid therein
  • FIG. 10 shows a first embodiment of a testing unit with a carrier that can be detachably attached to the conveyor device
  • FIG. 11 shows a second embodiment of a testing unit with a carrier that can be detachably attached to the conveyor device;
  • Fig. 12 shows a view of the front side of the conveyor without cover;
  • FIG. 13 shows a sectional view of the testing device with a first variant of the cabling
  • FIG. 14 shows a perspective view of the testing device with a second variant of the cabling
  • Fig. 15 is a perspective view of a conveyor device with glued-on contact surfaces
  • Fig. 17 shows a further embodiment of the testing device.
  • FIG 1 shows a testing device 1 without its stationary part 5, but which is shown in Figure 13.
  • the testing device 1 comprises a conveyor device 3, which is formed by a drum rotatably mounted about an axis of rotation 32. Twelve flat surfaces are provided on a lateral surface 25 of the conveyor device 3, with a carrier 9 being attached to only every third of these flat surfaces; one of the carriers 9 is hidden in the perspective shown. The fact that not each of the flat surfaces is occupied by a support 9 serves to improve visualization; In principle, a carrier 9 is attached to all twelve flat surfaces of the conveyor device 3.
  • the conveyor device can have any number of receiving surfaces for the carriers, for the purpose of parallelization, which will be explained in detail below, in particular in particular offers a number that is divisible by three or four.
  • a first and a second contact surface 6 and 7 as well as a third contact surface 8 arranged between them are provided on each of the carriers 9.
  • Each carrier 9 and the contact surfaces 6, 7 and 8 arranged thereon form a modular unit, in the form of a test unit 4, which will be explained below with reference to FIG.
  • a switching matrix 26 is provided on one end face of the conveyor device 3, which serves to interconnect the contact surfaces 6, 7 and 8 with measuring devices 27 (see FIG. 13).
  • Figure 2 shows the modular unit consisting of carrier 9 and the contact surfaces 6, 7 and 8 arranged thereon.
  • the contact surfaces 6, 7, 8 are glued to the carrier 9 so that they are supported by the carrier 9 in a predefined orientation and arrangement positioned relative to each other.
  • through openings 33 are provided, via which the carrier 9 can be fastened to the flat surfaces of the conveyor device 3 using countersunk screws (not shown).
  • an underside 15 of the carrier 9 has a flat surface, so that it lies flat against the also flat surface of the lateral surface 25 of the conveyor device 3 (see FIG. 1).
  • An upper side 14 of the carrier 9 has a convex curvature, against which the contact surfaces 6, 7 and 8 also lie flat.
  • the contact surfaces 6, 7 and 8 formed from metal sheets can be adapted to the convex geometry of the carrier 9 and glued onto it without any great effort.
  • the carrier 9 consists of an electrically non-conductive plastic.
  • the carrier can 9 but also be made from other non-conductive materials.
  • the contact surfaces 6, 7, 8 are therefore mounted in an electrically insulated manner relative to one another and in relation to the conveyor device 3.
  • air channels 19 can be seen, which interact with a flow-through area 20 of the contact surfaces.
  • the reference numbers of the air channels 19 are provided in Figure 3 only as an example on the third contact surface 8, the first and second contact surfaces 6 and 7 also have a flow-through area 20, which is in operative connection with an air channel 19.
  • the flow-through areas 20 of the contact surfaces 6, 7 and 8 can be subjected to a negative pressure, so that a flat element 2 to be tested (see Figures 3 and 4) is sucked onto the contact surfaces 6, 7 and 8.
  • Figure 3 shows a schematic sectional view of a flat element 2 arranged on the testing unit 4, the section being arranged in a plane orthogonal to the axis of rotation 32 (see Figure 1) of the conveyor device 3.
  • the flat element 2 shown in Figures 3 and 4 has the following layer structure from bottom to top: first separator 10 - first electrode 11 - second separator 12 - second electrode 13.
  • first electrode 11 is formed by an anode and the second electrode 13 through a cathode.
  • first electrode 11 can also be formed by a cathode and the second electrode 13 by an anode.
  • the third contact surface 8 together with the first electrode 11 arranged above the first separator 10, can form an electrode pair that is suitable for testing the first separator 10 arranged between them.
  • the first electrode 11 is then contacted by resting its arrester flag 34 on the first contact surface 6.
  • Figure 3 shows that the first electrode 11 is followed by the second separator 12 and the second electrode 13.
  • the first electrode 11 and the second electrode 13 also form an electrode pair that is suitable for testing the second separator 12 arranged between them.
  • Figure 4 shows a further sectional view of the flat element 2 arranged on the testing unit 4, the section running in a plane parallel to the axis of rotation 32 (see Figure 1) of the conveyor device 3.
  • the first electrode 11 contacts the first contact surface 6 by means of its arrester flag 34.
  • the second electrode 13 contacts the second contact surface 7 by means of its arrester flag 35.
  • the contact surfaces 6, 7 can have a correspondingly adjusted height in the radial direction; The height of the first contact surface 6 is therefore less in the radial direction than the height of the second contact surface 7.
  • Figure 5 shows the contact surfaces 6, 7, 8 without the carrier 9. It can be seen that these are formed by metal sheets, for example made of copper, gold, silver, nickel, aluminum or steel; Metal sheets with a coating of nickel and/or gold are also conceivable.
  • Figure 6 shows the carrier 9 without the contact surfaces 6, 7 and 8 applied thereto.
  • the recess 16 is used to position and align the first contact surface 6;
  • the recess 17 serves to position and align the second contact surface 7;
  • the recess 18 serves to position and align the third contact surface 8.
  • the carrier 9 shown in FIG. 6 is formed from a one-piece plastic part; Such a plastic carrier can be, for example, a cast part or a 3D printed part.
  • FIG. 6 shows the underside 14 of the carrier 9, on which the cable channels 21 run.
  • a first cable duct 21a is set up to guide a cable 22 (see Figures 12 and 13) from an end face 37 of the carrier 9 to the first contact surface 6, correspondingly a second cable duct 21b to the second contact surface 7 and a third cable duct 21c to third contact surface 8 (see Figure 2).
  • the cable channels 21a, 21b and 21c are open on the underside 15 and are closed by attaching the carrier 9 to the conveyor 3 through the lateral surface 25 of the conveyor 3 (see Figure 1). It can also be seen that the air channels 19 on the meet the flat underside 15 of the carrier 9. These can be subjected to negative pressure via the line system 23 provided for this purpose (see FIG. 13) of the conveyor device 3.
  • Figure 8 shows a schematic cross section through the carrier 9 in a plane parallel to the axis of rotation 32 of the conveyor 3; see Figure 1.
  • This view shows the cable 22 laid in the cable duct 21c and connected to the third contact surface 8.
  • the cable 22 is designed as a coaxial cable: an inner conductor 40 runs radially on the inside and is soldered to the third contact surface 8. This is followed by an outer conductor 42 which serves as a shield and is separated from the inner conductor 40 by insulation 41.
  • a protective jacket 38 follows radially on the outside.
  • the cable 22 runs parallel to the axis of rotation 32 (see FIG. 1) in the channel 21c until it hits the soldering point at a right angle, here in the radial direction with respect to the axis of rotation 32.
  • the protective jacket 38 extends to just before the right-angled change in direction, so that the outer conductor 42 is exposed in a section of the cable 22.
  • a ground contact screw 39 which is screwed into the carrier 9 with its thread, the outer conductor 42 is pressed against the electrically conductive conveying device 3 in order to achieve a defined establish the right ground contact.
  • the cables 22, which lead to the first and second contact surfaces 6 and 7, are laid in the carrier 9.
  • Figure 9 shows a front view of the conveyor 3 with carriers 9 mounted thereon. As in Figure 1, only every third carrier 9 is mounted on the conveyor 3. It can also be seen that the cable channels 21 are also closed on the underside 15 of the carrier 9 by mounting the carrier 9 on the conveyor 3. Furthermore, a cover 44 is provided with which the switching matrix 26 (see FIG. 12) is covered on the front side.
  • Figures 10 and 11 show two alternatives to the bonding of the contact surfaces 6, 7 and 8 to the carrier 9 shown in Figure 2.
  • the contact surfaces 6, 7 and 8 can be attached individually by means of releasable screw connections be attached to the carrier 9. This principle is explained below in FIGS. 10 and 11 using the third contact surface 8; However, the first and second contact surfaces 6 and 7 can be attached to the carrier 9 in an analogous manner.
  • Figures 10 and 11 show a flat section of the lateral surface 25 of the conveyor device 3 designed as a drum, as already shown in Figure 1.
  • the contact surface 8 can be screwed to the carrier 9 by means of a screw, not shown, which is screwed in from the radial inside.
  • blind holes 58 are provided which completely penetrate the carrier 9 and whose base hole lies in the third contact surface 8.
  • An internal thread 60, into which the screw (not shown) engages, is arranged in the third contact surface 8.
  • the blind hole 58 has a corresponding counterbore diameter in the carrier. ser on, so that the screw head of the countersunk screw, not shown, is completely sunk into the carrier 9 when screwed.
  • the contact surface 8 is screwed to the carrier 9 before the carrier 9 is mounted on the conveyor 3.
  • the carrier 9 is attached to the conveyor 3 by means of a blind hole 57, which completely penetrates both the contact surface 8 and the carrier 9.
  • the blind hole base and an internal thread 62 are arranged in the conveyor device 3.
  • the blind hole 57 has a countersunk diameter, so that a screw, not shown, does not protrude from the third contact surface 8 in the assembled state, which could lead to damage to the flat element 2 mounted thereon.
  • the unit consisting of contact surfaces 6, 7 and 8 (only the contact surface 8 can be seen in this plane) is fastened to the conveyor device 3 from the radial inside by means of a screw connection.
  • a corresponding blind hole 59 completely penetrates the conveyor 3, while a blind hole and an internal thread 61 are arranged in the carrier 9.
  • a corresponding counterbore diameter is provided so that a screw head of a screw, not shown, does not protrude from the hole.
  • Figure 12 shows the electrical and signaling connection of the contact surfaces 6, 7 and 8 of the test units 4 with the switching matrix 26, which in turn is electrically and signaling connected to measuring devices 27 (see Figure 13).
  • the switching matrix 26 includes a plurality of relays that are designed to interconnect the cables 22 with the cables of an input channel cable set 49. In principle, it is possible by means of a switching matrix 26 to interconnect a flat element 2 resting on a specific test unit 4 (see Figures 3 and 4) with any measuring device 27 (see Figure 13). In practice, however, it has proven useful to connect the test units 4 to measuring devices 27 in parallel. This means that a plurality of measuring devices 27 are provided, with each testing unit 4 always having the same measuring devices 27 assigned to them.
  • the time available for testing the flat element 2 can be extended through parallelization.
  • exactly 12 test units 4 are provided on the conveyor device 3.
  • the test units 4 would be alternately assigned to a first set of measuring devices 27-A1 and 27-B1 and the second half of the test units would be assigned to a second set of measuring devices 27-A2 and 27-B2.
  • the measuring devices with the code letter “A”, here the measuring devices 27-A1 and 27-A2, are set up to measure a capacity.
  • the measuring devices with the code letter “B”, here 27-B1 and 27-B2, are designed to measure ohmic resistance and carry out a breakdown measurement.
  • the switching matrix 26 is divided into three electronic units 46, 47 and 48.
  • the contact surfaces 6, 7 and 8 of the test units 4-1, 4-4, 4-7 and 4-10 are connected to the first electronic unit 46, via which an interconnection with the measuring devices 27-A1 and 27-B1 is possible.
  • any two of the three contact surfaces 6, 7, 8 of a testing unit 4 can be connected in pairs to a measuring device 27, so that both separators 10 and 12 of the corresponding flat element 2 (see Figures 3 and 4) can be tested.
  • FIG. 12 Not shown in Figure 12 is the cabling of the contact surfaces 6, 7 and 8 of the test units 4-2, 4-5, 4-8 and 4-11 with the second electronic unit 47, via which an interconnection with the measuring devices 27-A2 and 27 -B2 takes place (see also Figure 13). Also not shown in Figure 3 is the cabling of the contact surfaces 6, 7 and 8 of the test units 4-3, 4-6, 4-9 and 4-12 with the third electronic unit 48, via which an interconnection with the measuring devices 27-A3 and 27-B3 takes place (see also Figure 13).
  • the three electronic units 46, 47, 48 of the switching matrix 26 are on the front side of the conveyor device 3, which is designed as a drum assembled.
  • the switching matrix 26 is arranged relatively close to the test units 4, which means that better quality measurement results can be achieved. Furthermore, the switching matrix 26 can be easily assembled.
  • the connection to the measuring devices 27-A1 to 27-B3 can then be established via radially inner input channels 52.
  • the input channels 52 and the output channels 53 are connected to one another using communication lines and can be connected in the desired manner using relays.
  • the input and output channels 52 and 53 each include a coaxial connector for connecting corresponding coaxial cables, for example SMA screw connectors.
  • the switching matrix 26 can in principle be connected to additional lines. For example, with a line that is used to ground or switch individual or multiple contact surfaces 6, 7 and/or 8 to ground, or with a control line for controlling the switching matrix 26.
  • FIG. 13 shows a sectional view of the testing device 1, which shows the electrical and/or signaling connection of the contact surfaces 6, 7 and 8 of the testing units 4 with the measuring devices 27.
  • the cables 22 emanating from the test units 4 are connected to the output channels 53 of the switching matrix 26 which is connected in a rotationally fixed manner to the conveyor device 3.
  • an input cable set 49 runs into the interior of the conveyor device 3 to designed as a drum to a sliding contact device 50, which is formed by a slip ring.
  • the sliding contact device 50 is located, for example, on a rotating hollow shaft 24 inside the drum.
  • the sliding contact ring can also be attached outside the shaft 24, for example on the side of a cover, for example in the area of the stator 55 in Figure 14.
  • the input cable set 49 is guided through the hollow shaft 24 and over the sliding contact device 50 in the form of a slip ring connected to a measuring cable set 51, which is assigned to the stationary part 5 of the testing device.
  • the measuring cable set 51 is then connected to the measuring devices 27-A1 to 27-B3, which are components of the stationary part 5 of the testing device 1.
  • the input cable set 49 and the measuring cable set 51 include, in addition to signal cables that can be connected directly to the cables 22, also data and power supply cables that are also connected to the switching matrix 26.
  • the testing device 1 thus comprises three sets of cables:
  • a first set of cables includes the cables 22, which connect the contact surfaces 6, 7 and 8 of the testing devices 4 with the output channels 53 of the switching matrix 26.
  • An input cable set 49 which is assigned to the rotatable conveyor device 3, connects the input channels 52 of the switching matrix 26 to the sliding contact device 50.
  • the measuring cable set 51 which is assigned to the stationary part 5 of the testing unit 4, connects the sliding contact device 50 to the measuring devices 27 or to others Devices such as a control unit or a voltage source.
  • the line system 23 of the conveyor device 3 can be seen from Figure 13, via which the test units 4 can also be subjected to negative pressure.
  • the line system 23 is set up to apply pressure to only a part of the testing devices 4, depending on the angle of rotation of the conveyor device 3 relative to the stationary part 5, so that the flat elements 2 only contact the contact surfaces in a certain section 6, 7 and 8 of the testing devices 4 are sucked (see also Figures 3 and 4).
  • Figure 14 shows an alternative embodiment for cabling compared to the embodiment shown in Figure 13.
  • the testing device 1 of FIG. 14 is identical to the testing device 1 according to FIG. 13.
  • the embodiment according to FIG. which is arranged in the center of a ring-shaped circuit board of a switching matrix 26.
  • a sliding contact device 50 By means of a sliding contact device 50, the connection is made to a stator 55, from which a measuring cable set 51 is connected to the measuring devices 27-A1 to 27-B3.
  • the sliding contact device 50 and the measuring devices 27-A1 to 27-B3 are arranged in front of the end face of the conveyor device 3 in this embodiment.
  • Figure 15 shows an embodiment of the testing device 1, in which the carrier 9 is not formed by a removable carrier element, but by a layer of adhesive.
  • the carrier 9 is not formed by a removable carrier element, but by a layer of adhesive.
  • three contact surfaces 6, 7 and 8 are provided for each test unit 4.
  • FIG 16 the embodiment from Figure 15 is shown in a sectional view, the section also being orthogonal to one Axis of rotation runs.
  • the third contact surfaces 8 visible in this illustration are each held on the conveyor device 3 by a carrier 9 in the form of an adhesive. Since the adhesive has electrically insulating properties, in this embodiment the contact surfaces 6, 7 and 8 are also electrically insulated from the conveyor 3 and from each other.
  • the contact surfaces 6, 7 and 8 shown in FIG. 15 are provided in a method step a) in the form of metal sheets with an oversize.
  • the metal sheets are attached to the conveyor 3 using the carrier 9 made of adhesive.
  • the adhesive can be applied separately for each test unit 4 or for each contact surface 6, 7 and 8; Alternatively, the adhesive can also be applied to all test units 4 first, so that the contact surfaces 6, 7 and 8 can then be placed on them.
  • a method step c) the metal sheets attached to the conveyor device 3 by means of the carrier 9 are then processed by a cutting tool so that the surface of the contact surfaces 6, 7, 8 has the desired geometry.
  • the contact surfaces 6, 7, 8 and the conveyor device 3 can easily be made from different metallic materials. Bores for the fluidic connection of the contact surfaces 6, 7 and 8 to the line system 23 of the conveyor 3 (see Figure 13) can also be made subsequently.
  • the contact surfaces 6, 7 and 8 can also be machined if the carrier 9 is formed by a removable carrier element, as shown in Figures 1, 2 and 6-14.
  • FIG 17 shows an alternative embodiment in which the flat elements 2 are transported by means of a separate transport system 28 along a conveyor path 29 from a receiving point 30 to a delivery point 31.
  • the flat elements 2 are picked up by a first transport drum 45 and delivered to a second transport drum 56 at a delivery point 31.
  • the conveyor device 3 is set up to contact several of its test units 4 with the flat elements 2 conveyed by the transport system 28 with a defined pressure while they are being transported.
  • the first, exposed separator 10 points in the direction of the testing device 4.
  • the flat elements 2 with the external electrode 13 rest on the transport system 28.
  • the contact between the respective test unit 4 and the respective flat element 2 is maintained almost along the entire conveying path 29 in this embodiment.
  • the conveyor device 3 moves the test units 4 by means of an endless path in a sickle shape around the transport system 28, with the smaller sickle radius, i.e. the inner radius, being around a part of the transport system 28.
  • the transport system 28 is designed as a pure transport drum, in which the flat elements 2 are held on the lateral surface by the effect of a negative pressure.
  • the transport system 28 itself to be designed as a test drum, so that the tests of this test drum and the through the testing units 4 of the conveyor 3 supplement the tests carried out.
  • the conveying device 3 only serves to press the flat elements 2, as an alternative or in addition to suction by means of negative pressure, and then does not necessarily have to carry out a measurement itself. This has the advantage of a more constant pressure for a reproducible measurement.

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Abstract

Prüfvorrichtung (1) für die Energiezellen produzierende Industrie, wobei die Prüfvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, flächige Elemente (2) zu prüfen, die zur Bildung eines Zellstapels geeignet sind, wobei - die Prüfvorrichtung (1) mehrere Prüfeinheiten (4) umfasst, die mittels einer Fördereinrichtung (3) relativ zu einem stationären Teil (5) der Prüfvorrichtung (1) bewegbar sind, wobei - die Prüfeinheiten (4) jeweils wenigstens zwei Kontaktflächen (6, 7, 8) zum elektrischen und/oder signaltechnischen Kontaktieren eines zu prüfenden flächigen Elements (2) umfassen, wobei - die Prüfeinheiten (4) jeweils einen Träger (9) mit elektrisch isolierenden Eigenschaften umfassen, durch den die Kontaktflächen (6, 7, 8) der jeweiligen Prüfeinheit (4) zueinander in einer vordefinierten Position und Ausrichtung gelagert werden, wobei - die Träger (9) der Prüfeinheiten (4) an der Fördereinrichtung (3) befestigt sind.

Description

Prüfvorrichtung und Prüfverfahren für die Energiezellen produzierende Industrie sowie Herstellungsverfahren für eine Prüfvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für die Energiezellen produzierende Industrie, die dazu eingerichtet ist, flächige Elemente zu prüfen, die zur Bildung eines Zellstapels geeignet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Prüfverfahren sowie ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Prüfvorrichtung.
Energiezellen oder Energiespeicherzellen, etwa Batteriezellen, werden für galvanische Akkumulatoren, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen, verwendet, bei denen eine erhebliche Energiemenge über größere Zeiträume abrufbar gespeichert werden muss. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelter flächiger Elemente auf, nachfolgend Zellstapel genannt. Diese flächigen Elemente werden beispielsweise durch Monozellen gebildet. Monozellen sind jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die auch als Elektroden bezeichnet werden, die durch Separatorblätter voneinander getrennt sind. Eine Monozelle weist damit typischerweise die Schichtfolge: Separator - Elektrode (beispielsweise Anode) - Separator - Elektrode (beispielsweise Kathode) auf.
Die flächigen Elemente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Zellstapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und beispielsweise durch Laminieren miteinander verbunden. Vorrichtungen zur Herstellung von Batteriezellen sind beispielsweise aus der WO 2016/041713 A1 und der DE 10 2017 216 213 A1 bekannt.
Es kann vorkommen, dass die flächigen Elemente während des Herstellungsprozesses beschädigt werden. Bei flächigen Elementen in Form von Monozellen kann es beispielsweise vorkommen, dass der Separator bei der Produktion beschädigt wird. Wird eine Monozelle mit beschädigtem Separator für die Bildung des Zellstapels verwendet, so kann dies die Funktionsfähigkeit und die Lebensdauer des Zellstapels negativ beeinträchtigen.
Energiezellen können beispielsweise auch Brennstoffzellen oder Solarzellen sein, bei denen ebenfalls flächige Elemente bei der Produktion beschädigt werden können.
Es ist daher prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, flächige Elemente vor dem Stapelvorgang zu prüfen und gegebenenfalls aus dem Fertigungsprozess auszuschleusen, so dass nur einwandfreie flächige Elemente zur Bildung eines Zellstapels verwendet werden.
Solche Prüfvorgänge müssen unter Berücksichtigung der Produktionsleistung und der Fördergeschwindigkeit heutiger Produktionsanlagen erfolgen. Es ist daher prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, mit den flächigen Elementen im Produktionsprozess mitfahrende Testeinrichtungen vorzusehen, die alternierend die flächigen Elemente prüfen. Hierzu kontaktiert die Testeinrichtung aktiv sogenannte Ableiterfähnchen, die Bestandteil der Elektroden der flächigen Elemente sind. Bei solchen Prüfverfahren ist jedoch aufgrund der diskontinuierlichen Bewegungen die Leistung der Maschi- ne begrenzt. Weiterhin können die flächigen Elemente bei der Kontaktierung der Ableiterfähnchen beschädigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, eine verbesserte Prüfvorrichtung zum Prüfen von flächigen Elementen, ein korrespondierendes Prüfverfahren sowie ein Herstellungsverfahren für eine Prüfvorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Anmeldung wird zur Lösung der Aufgabe eine Prüfvorrichtung für die Energiezellen produzierende Industrie vorgeschlagen, wobei die Prüfvorrichtung dazu eingerichtet ist, flächigen Elemente zu prüfen, die zur Bildung eines Zellstapels geeignet sind, wobei die Prüfvorrichtung mehrere Prüfeinheiten umfasst, die mittels einer Fördereinrichtung relativ zu einem stationären Teil der Prüfvorrichtung bewegbar sind, wobei die Prüfeinheiten jeweils wenigstens zwei Kontaktflächen zum elektrischen und/oder signaltechnischen Kontaktieren eines zu prüfenden flächigen Elementss umfassen, wobei die Prüfeinheiten jeweils einen Träger mit elektrisch isolierenden Eigenschaften umfassen, durch den die Kontaktflächen der jeweiligen Prüfeinheit zueinander in einer vordefinierten Position und Ausrichtung gelagert werden, wobei die Träger der Prüfeinheiten an der Fördereinrichtung befestigt sind.
Durch die Positionierung der Kontaktflächen mittels des Trägers können diese auf einfache Weise an der Fördereinrichtung befestigt werden. Weiterhin sind die Kontaktflächen jeder Prüfeinheit durch die isolierenden Eigenschaften des Trägers voneinander elektrisch isoliert gelagert, so dass ein flächiges Element ohne Störeinflüsse durch Anliegen an den Kontaktflächen einer Prüfeinheit geprüft werden kann. Die Kontaktflächen sind hierzu vorzugsweise mit einem Messgerät verbunden oder verbindbar. Des Weiteren werden die Kontaktflächen durch den Träger von der Fördereinrichtung elektrisch isoliert, so dass beispielsweise die Fördereinrichtung elektrisch leitend ausgeführt sein kann. Das Trägerelement kann beispielsweise nur teilweise, weiter beispielsweise nur an der Oberfläche, aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Vorzugsweise besteht der Träger aber vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise Kunststoff.
Vorzugsweise handelt es sich bei den zu prüfenden flächigen Elementen um Monozellen.
Vorzugsweise beträgt die Anzahl der an der Fördereinrichtung befestigten Träger ein Vielfaches von drei oder vier. Insbesondere haben sich genau 12 Träger als vorteilhaft erwiesen, weil diese Anzahl einen idealen Kompromiss zwischen der Parallelisierung von Messungen einerseits, und einer noch vertretbaren Anzahl an Messgeräten andererseits darstellt.
Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung durch eine rotierbar gelagerte Trommel gebildet, an deren radial außen liegenden Mantelfläche die Prüfeinheiten befestigt sind. Somit können die zu prüfenden flächigen Elemente vermessen werden, während sie auf einer Kreisbahn bewegt werden; so lässt sich eine Messung während einer Förderbewegung der flächigen Elemente besonders einfach und effizient durchführen. Die Prüfvorrichtung kann in solche einem Fall auch als Prüftrommel bezeichnet werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Prüfeinheiten jeweils eine erste und eine zweite Kontaktfläche umfassen, die dazu eingerichtet sind, zwei Elektroden eines flächigen Elements elektrisch und/oder signaltechnisch zu kontaktieren, wenn das flächige Element an der Prüfeinheit anliegt, wobei die Prüfeinheiten jeweils eine dritte Kontaktfläche zum elektrischen und/oder signaltechnischen Kontaktieren eines Separators des an der Prüfeinheit anliegenden flächigen Elements umfassen.
Durch diese Anordnung der drei Kontaktflächen einer Prüfeinheit auf dem Träger können die Separatoren einer Monozelle in vorteilhafter Weise getrennt voneinander geprüft werden, ohne dass die Monozelle von der Prüfeinheit abgenommen werden muss. Die dritte Kontaktfläche dient damit als temporäre, der Prüfvorrichtung zugeordnete Elektrode, mittels derer ein außenliegender Separator des flächigen Elements geprüft werden kann. Zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung soll auch explizit die vorgeschlagene Prüfvorrichtung samt einem flächigen Element oder mehreren flächigen Elementen, beispielsweise in Form von Monozellen, zählen, das bzw. die in den Prüfeinheiten gelagert ist bzw. sind.
Vorzugsweise sind die Kontaktflächen jeweils durch ein Metallblech gebildet. Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, Metallbleche zu verwenden, weil diese leicht in die gewünschte Form gebracht werden können und gleichzeitig eine flächige und damit schonende Auflage für die Ableiterfähnchen bilden. Vorzugsweise sind die Metallbleche aus Materialien mit einer sehr guten elektrischen Leitfähigkeit gebildet, beispielsweise aus Kupfer, Gold, Silber, Nickel, Aluminium oder Stahl. Weiterhin ist es denkbar, veredelte Metallbleche zu verwenden, beispielsweise Metallbleche mit einer Beschichtung aus Nickel und/oder Gold.
Vorzugsweise sind die Kontaktflächen durch eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung auf dem Träger befestigt. Als stoffschlüssige Verbindung kommt beispielsweise eine Klebverbindung in Betracht. Im Falle einer formschlüssigen Verbindung kann diese beispielsweise durch eine Schraubverbindung gebildet sein, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die entsprechenden Schrauben von der Seite der Fördereinrichtung mit den Kontaktflächen zu verschrauben; so kann sichergestellt werden, dass die flächigen Elemente während des Prüfvorgangs ohne störende Einflüsse einer Schraubverbindung an der Kontaktfläche anliegen. Wenn die Fördereinrichtung durch eine drehbar gelagerte Trommel gebildet ist, dann erfolgt das Verschrauben der Kontaktflächen an dem Träger entsprechend von radial innen.
Vorzugsweise ist der Träger durch ein, vorzugsweise einteiliges, demontierbares Trägerelement gebildet, welches mittels eines Befestigungsmittels an der Fördereinrichtung befestigt ist. Bevorzugt wird das Befestigungsmittel durch ein mittels Werkzeug lösbares Befestigungsmittel gebildet. Weiter vorzugsweise wird das Befestigungsmittel durch Senkschrauben gebildet, so dass der Schraubenkopf nicht aus der Oberseite des Trägerelements, an dem auch die Kontaktflächen befestig sind, herausragt. Eine Schraubverbindung bietet weiterhin den Vorteil, dass einzelne Prüfeinheiten bei Bedarf, beispielsweise im Falle einer Beschädigung oder für Instandhaltungsmaßnahmen, mit geringem Aufwand gewechselt werden können. Die Prüfeinheiten bilden so Module, die als Ganzes gewechselt werden können. Die Kontaktflächen können auf dem Träger montiert werden, bevor der Träger an der Fördereinrichtung befestigt wird; dies reduziert bei der Montage oder bei Instandhaltungsarbeiten die Standzeit der Prüfvorrichtung.
Der Träger ist vorzugsweise durch eine dielektrische Struktur gebildet, beispielsweise ist der Träger durch ein Kunststoffteil gebildet. Weiter beispielsweise kann der Träger ein Gussteil oder ein 3D- Druckteil sein.
Sofern die Fördereinrichtung durch eine Trommel gebildet ist, kommen für den Träger unterschiedliche Geometrien in Betracht: Wenn die Trommel eine zylindrische Mantelfläche aufweist, dann weist der Träger an seiner der Trommel zugewandten Unterseite vorzugsweise eine konkave Fläche mit einem Radius entsprechend der Trommel auf. Wenn die Mantelfläche eine Vielzahl von planen Flächen aufweist, dann weist der Träger an seiner der Trommel zugewandten Unterseite vorzugsweise eine plane Fläche auf. Je nach Ausgestaltung der Kontaktflächen kann die den Kontaktflächen zugewandte Oberseite des Trägers plan oder konvex ausgeführt sein. In einer ersten Ausführungsform ist die Oberfläche der Kontaktflächen konvex geformt, so dass die durch ein Metallblech gebildete Kontaktfläche derart gebogen wird, dass sie flächig auf der konvexen Oberseite des Trägers aufliegt. Auf diese Weise ist auch die dem flächigen Element zugewandte Seite der Kontaktfläche konkav. In einer zweiten Ausführungsform ist das die Kontaktfläche bildende Blech dicker ausgeführt als bei der ersten Ausführungsform. Es kann so plan auf der planen Oberseite des Trägers aufliegen. Die konkave Form derjenigen Seite der Kontaktfläche, an der das flächige Element im Betrieb anliegt, kann beispielsweise durch spanende Bearbeitung erzeugt werden. Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von konvexen oder konkaven Flächen des Trägers oder der Kontaktfläche gesprochen wird, dann bezieht sich diese Geometrie auf eine entsprechende Schnittfläche der montierten Träger oder Kontaktflächen, die orthogonal zu einer Rotationsachs der Trommel verläuft.
Als Alternative zu der Ausführung des Trägers als demontierbares Trägerelement kann der Träger auch durch eine Klebemittelschicht gebildet sein. Die Klebemittelschicht weist dann ebenfalls elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Das Klebemittel isoliert die Kontaktflächen elektrisch voneinander und gegenüber der Fördereinrichtung; weiterhin kann mittels des Klebemittels die Ausrichtung und Anordnung der Kontaktflächen einer Prüfeinheit zueinander auf einfache Weise festgelegt werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass an einer Oberseite des Trägers Aussparungen vorgesehen sind, die formkorrespondierend zu den Kontaktflächen ausgeführt sind. Die Aussparungen bewirken eine zuverlässigere Ausrichtung der Kontaktflächen.
Vorzugsweise weist der Träger mehrere Luftkanäle auf, die eine Unterseite des Trägers strömungstechnisch mit einer Oberseite des Trägers verbinden. Die Luftkanäle können beispielsweise an ein Leitungssystem der Fördereinrichtung angeschlossen sein, und darüber mit einem Unterdrück beaufschlagt werden. Vorzugsweise weist wenigstens eine der Kontaktflächen je Prüfeinheit mindestens einen durchströmbaren Bereich auf, der mit wenigstens einem der Luftkanäle des jeweiligen Trägers in Wirkverbindung steht. Der durchströmbare Bereich der Kontaktflächen ist auf diese Weise ebenfalls mit einem Unterdrück beaufschlagbar, so dass das zu prüfende flächige Element an die Kontaktflächen herangesaugt wird. Vorzugsweise ist der Durchströmungsquerschnitt des Luftkanals an der Oberseite des Trägers geringer als der Durchströmungsquerschnitt des damit in Wirkverbindung stehenden durchströmbaren Bereichs der Kontaktfläche. Auf diese Weise kann die durch den Unterdrück auf die flächigen Elemente wirkende Haltekraft auf eine größere Fläche verteilt werden, wodurch eine schonende Kontaktierung des flächigen Elements durch die Prüfeinheit verwirklicht werden kann. Die geringeren Durchströmungsquerschnitte der Luftkanäle des Trägerelements erhöhen zum einen die Stabilität des Trägerelements und zum anderen schaffen sie ausreichend Raum für Befestigungsmittel; und zwar einerseits für die Befestigung des Trägers an der Fördereinrichtung und andererseits für die Befestigung der Kontaktflächen auf dem Träger.
Das Halten der flächigen Elemente, insbesondere der Ableiterfähnchen, kann mittels Unterdrück besonders schonend erfolgen, weil auf Greifer und/oder Klemmen verzichtet werden kann, die die Ableiterfähnchen beschädigen können. Der durchströmbare Bereich kann an der ersten, zweiten und/oder dritten Kontaktfläche vorgesehen sein. Der durchströmbare Bereich kann beispielsweise durch eine oder mehrere Haltebohrungen oder durch die Poren eines luftdurchlässigen, porösen Materials gebildet sein. Ein solch poröses Material kann beispielsweise durch Herstellung des Trägers im 3D- Druck-Verfahren erzeugt werden; dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Materialdichte in dem durchströmbaren Bereich reduziert wird. Die Porosität des Materials muss derart gewählt sein, dass ein Ansaugen des flächigen Elements möglich ist.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die flächigen Elemente durch mechanische Mittel an den Prüfeinheiten gehalten werden, beispielsweise durch Bänder oder Rollen.
Vorzugsweise umfasst der Träger wenigstens einen Kabelkanal, in dem ein Kabel, das an einer der Kontaktflächen elektrisch und/oder signaltechnisch angeschlossen ist, geführt wird. Der Kabelkanal ermöglicht eine vordefinierte Führung und Lagerung des Kabels, so dass mögliche Störeinflüsse reduziert werden können. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kabel um ein Koaxialkabel mit dem folgenden Aufbau ausgehend von radial innen nach radial außen: Innenleiter, Isolation, Außenleiter und Schutzmantel. Der Schutzmantel erstreckt sich vorzugsweise nicht vollständig bis zu einer Lötstelle, durch die der Innenleiter mit der jeweiligen Kontaktfläche verbunden ist. Mittels einer Schraube, die über ihr Gewinde mit dem Träger verschraubt ist, kann der Außenleiter, in einem nicht von dem Schutzmantel umhüllten Abschnitt, gegen ein auf Masse geschaltetes Teil der Fördereinrichtung gedrückt werden; so werden Störeinflüsse reduziert. Die Kontaktflächen sind vorzugsweise mittels einer Lötverbindung mit dem Innenleiter der Kabel verbunden. Um die Störeinflüsse so weit wie möglich zu reduzieren, reicht der Außenleiter, der zur Abschirmung dient, bevorzugt bis kurz vor der Lötstelle; vorzugsweise beträgt die Länge des nicht durch einen Außenleiter ummantelten Teil des Kabels weniger als 1 cm, weiter vorzugsweise weniger als 0,5 cm, insbesondere vorzugsweise weniger als 0, 1 cm. Jede Kontaktfläche ist bevorzugt an ein separates Kabel angeschlossen; vorzugsweise wird jedes Kabel auch in einem eigenen Kabelkanal des jeweiligen Trägers geführt.
Die vorangehend vorgeschlagenen Aussparungen, die Luftkanäle und/oder die Kabelkanäle des Trägers können nicht nur bei dem demontierbaren Trägerelement vorgesehen sein, sondern auch dann, wenn der Träger durch eine Klebemittelschicht gebildet ist. In solche einem Fall kann das Klebemittel beispielsweise um dafür vorgesehene Negativformen gegossen und/oder verteilt werden. Alternativ können aber auch Funktionseinheiten, beispielsweise die Kabel oder die Kontaktflächen, selbst solche eine Negativform bilden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Prüfeinheiten jeweils zur Aufnahme und zum Transport eines flächigen Elements eingerichtet sind. Vorzugsweise bildet die dritte Kontaktfläche gleichzeitig eine Transportauflage für das jeweilige flächige Element oder zumindest einen Teil der Transportauflage. Damit übernimmt die Transportauflage gleichzeitig sowohl die Funktion des Transportierens eines flächigen Elements als auch die Funktion der elektrischen bzw. signaltechnischen Anbindung eines Separators des transportierten flächigen Elements. Wird beispielsweise ein flächiges Element in Form einer Monozelle in der Prüfeinheit transportiert, dann liegt das zu prüfende flächige Element vorzugsweise mit einem seiner Separatoren auf der Transportauflage der jeweiligen Prüfeinheit auf. Die beiden Elektroden des flächigen Elements werden dann mittels der erwähnten Ableiterfähnchen, die über die Grundfläche der Separatoren hinausragen, von der ersten und der zweiten Kontaktfläche kontaktiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann anstelle der dritten Kontaktfläche auch eine reine Transportauflage vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform besteht die reine Transportauflage vorzugsweise aus einem isolierenden Material, um beispielsweise Streukapazitäten bei der Messung mittels der ersten und zweiten Kontaktfläche zu reduzieren. Vorzugsweise wird die reine Transportauflage durch eine dafür vorgesehen Flächenabschnitt des Trägers gebildet. Auf diese Weise können die in den Prüfeinheiten positionierten flächigen Elemente mittels der Fördereinrichtung transportiert werden, wobei während des Transportvorgangs mittels der Kontaktflächen eine Prüfung der flächigen Elemente vorgenommen werden kann. Um ein Verrutschen der flächigen Elemente während des Transports zu verhindern, kann auf die vorangehend beschriebene Ausführung zurückgegriffen werden, bei der die Kontaktflächen mit Unterdrück beaufschlagbar sind.
Vorzugsweise korrespondiert die flächige Erstreckung der dritten Kontaktfläche mit der Fläche der Elektroden des jeweiligen flächigen Elements ohne deren Ableiterfähnchen. Vorzugsweise weicht die flächige Erstreckung der dritten Kontaktfläche weniger als 100 %, vorzugsweise weniger als 50 % von der flächigen Erstreckung der Elektroden ab, weiter vorzugsweise weniger als 25 %, insbesondere weniger als 10 %. Auf diese Weise bildet die dritte Kontaktfläche mit der nächstliegenden Elektrode des anliegenden flächigen Elements ein Elektrodenpaar, das für die Qualitätsprüfung geeignete Messergebnisse liefert.
Als Alternative zu Prüfeinheiten, die gleichzeitig zur Aufnahme und zum Transport der flächigen Elemente eingerichtet sind, kann beispielsweise auch eine Transportanlage zum Transportieren von flächigen Elementen entlang eines Förderpfades von einer Aufnahmestelle zu einer Abgabestelle vorgesehen ist, wobei die Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine oder mehrere ihrer Prüfeinheiten mit einem flächigen Element in Kontakt zu bringen, während es von der Transportanlage transportiert wird, wobei der Kontakt zwischen der jeweiligen Prüfeinheit und dem jeweiligen flächigen Element entlang eines Teils des Förderpfades oder des gesamten Förderpfades aufrechterhalten wird. Bei dieser Ausführungsform übernimmt die Transportanlage das Fördern der flächigen Elemente, während die Prüfvorrichtung das Prüfen der flächigen Elemente übernimmt. Die Prüfvorrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Prüfeinheiten mit einer vordefinierten Kraft gegen die durch die Transportanlage transportierten flächigen Elemente zu drücken.
Sofern die Transportanlage durch eine Transporttrommel gebildet ist, auf deren Mantelfläche die flächigen Elemente auf einer Kreisbahn bewegt werden, ist die Fördereinrichtung dazu eingerichtet, die Prüfeinheiten zumindest über einen Teil einer entsprechenden Kreisbahn zu führen. Dies kann beispielsweise umgesetzte werden, indem die Fördereinrichtung die Prüfeinheiten auf einer sichelförmigen Bahn bewegt, die mit der Geometrie der Transporttrommel korrespondiert.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Messgerät vorgesehen, wobei mindestens zwei der Kontaktflächen jeweils einer der Prüfeinheiten mittels einer Schaltmatrix mit dem wenigstens einen Messgerät verschaltbar sind.
Wenn die Prüfeinheit wenigstens zwei Kontaktflächen umfasst, kann so zumindest einer der beiden Separatoren einer Monozelle vermessen werden.
Vorzugsweise umfassen die Prüfeinheiten jeweils wenigstens drei Kontaktflächen, weiter vorzugsweise genau drei Kontaktflächen.
Vorzugsweise ist die Schaltmatrix dazu eingerichtet, die wenigstens zwei oder drei Kontaktflächen einer der Prüfeinheiten unterschiedlich zu verschalten, so dass Messungen mittels des wenigstens ei- nen Messgerätes in einer vorbestimmten elektrischen Schaltung oder in unterschiedlichen elektrischen Schaltungen durchführbar ist bzw. sind.
Die Schaltmatrix im Sinne dieser Anmeldung umfasst vorzugsweise wenigstens einen Eingangskanal sowie wenigstens einen Ausgangskanal, vorzugsweise mehrere Ausgangskanäle, wobei vorteilhaft der oder die Eingangskanäle mit dem oder den Ausgangskanälen in vordefinierter Konfiguration verschaltbar oder verschaltet sind.
Durch Anschluss der jeweils mindestens zwei Kontaktflächen der Prüfeinheiten an die Ausgangskanäle der Schaltmatrix können diese mit dem wenigstens einen Messgerät verschaltet werden, das an dem wenigstens einen Eingangskanal angeschlossen ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, das wenigstens eine Messgerät jeweils über zwei oder mehrere Eingangskanäle an die Schaltmatrix anzuschließen.
Vorzugsweise sind sämtliche Kontaktflächen der Prüfeinheiten ausgangskanalseitig an die Schaltmatrix angeschlossen. Weiter vorzugsweise sind auch sämtliche Messgeräte eingangskanalseitig an die Schaltmatrix angeschlossen.
Es versteht sich von selbst, dass die Schaltmatrix grundsätzlich weitere Eingangskanäle und/oder weitere Ausgangskanäle umfassen kann, die nicht mit dem wenigstens einen Messgerät oder den Kontaktflächen verbunden sind. So können beispielsweise weitere Eingangskanäle vorgesehen sein, über die eine Spannungsquelle an die Schaltmatrix angeschlossen ist. Mindesten zwei der wenigstens drei Kontaktflächen einer Prüfeinheit sind vorzugsweise zeitgleich mit dem Messgerät verbindbar. Es können so beispielsweise auf Basis der Messung einer Impedanz, eines ohmschen Widerstandes oder der elektrischen Kapazität zwischen zwei der wenigstens drei Kontaktflächen Rückschlüsse auf den Systemzustand des jeweiligen flächigen Elements gezogen werden. Der ohmsche Widerstand kann bei Gleichstrom gemessen werden oder als Kehrwert des Realteils der komplexen Admittanz bei einer Wechselspannung, beispielsweise mit einer Frequenz von 1 kHz, 10 kHz oder 1000 kHz. Die Kapazität kann ebenfalls bei Wechselspannung gemessen werden. Mittels einer Durchschlagsmessung können beispielsweise Fremdkörper erkannt werden, deren Durchmesser bzw. Erstreckung geringer ist als die Schichtdicke des Separators. Wird beispielsweise das zu prüfende flächige Element durch eine eingangs beschriebene Monozelle gebildet, kann sich der elektrische Widerstand zwischen zwei Elektroden verringern, wenn der zwischen diesen Elektroden angeordnete Separator beschädigt ist.
Die wenigstens drei, vorzugsweise die genau drei, Kontaktflächen pro Prüfeinheit bewirken, dass damit eine sogenannte 3-Port- Messung des an der Prüfeinheit angeordneten flächigen Elements vorgenommen werden kann. Damit geht der Vorteil einher, dass die beiden Separatoren einer Monozelle separat und/oder gemeinsam geprüft werden können. Es kann also nicht nur der zwischen der ersten und zweiten Elektrode angeordnete Separator des flächigen Elements geprüft werden, sondern auch der außenliegende Separator, der erst bei Bildung des Zellstapels von einer Elektrode eines benachbarten flächigen Elements kontaktiert wird. Die entsprechenden Messungen können durch eine intelligente Verschaltung der Kontaktflächen mit dem wenigstens einen Messgerät erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Messgeräte vorgesehen sind, wobei die Schaltmatrix dazu eingerichtet ist, einzelne oder mehrere der Kontaktflächen jeweils einer der Prüfeinheiten mit unterschiedlichen Messgeräten elektrisch und/oder signaltechnisch zu verschalten. Damit können die flächigen Elemente ohne von der jeweiligen Prüfeinheit entnommen zu werden, an unterschiedliche Messgeräte angeschlossen werden, was besonders produktschonend die Messung unterschiedlicher Parameter erlaubt. Es ist beispielsweise auch möglich, dass eine Prüfung von flächigen Elementen, die an unterschiedlichen Prüfeinheiten anliegen oder gelagert sind, parallel erfolgt.
Vorzugsweise ist die Schaltmatrix dazu eingerichtet, die erste und die zweite Kontaktfläche gleichzeitig mit demselben Messgerät zu verschalten; die erste und die dritte Kontaktfläche gleichzeitig mit demselben Messgerät zu verschalten; und/oder die zweite und die dritte Kontaktfläche gleichzeitig mit demselben Messgerät zu verschalten. Liegt beispielsweise ein flächiges Element in Form einer Monozelle zwecks Prüfung an einer Prüfeinheit an, dann kontaktieren beispielsweise die drei Kontaktflächen einer Prüfeinheit das eingesetzte flächige Element wie folgt:
Das flächige Element liegt mit einem ersten Separator auf der dritten Kotaktfläche auf; eine dem ersten Separator benachbarte erste Elektrode, beispielsweise in Form einer Anode, liegt mit ihrem Ableiterfähnchen an der ersten Kontaktfläche an; eine durch einen zweiten Separator von der ersten Elektrode getrennte zweite Elektrode, beispielsweise in Form einer Kathode, liegt mit ihrem Ableiterfähnchen an der zweiten Kontaktfläche an. Wenn die erste und die zweite Kontaktfläche gleichzeitig mit dem wenigstens einen Messgerät verschaltet werden, dann kann der dazwischen angeordnete zweite Separator geprüft werden.
Wenn die erste und die dritte Kontaktfläche gleichzeitig mit dem wenigsten einen Messgerät verschaltet werden, dann kann der am flächigen Element außen angeordnete erste Separator geprüft werden.
Wenn die zweite und die dritte Kontaktfläche gleichzeitig mit einem Messgerät verschaltet werden, dann können gleichzeitig der erste und der zweite Separator geprüft werden. Der erste und der zweite Separator sind dann je nach Schaltkonfiguration in einer Serienoder Parallelschaltung zwischen der zweiten und der dritten Kontaktfläche angeordnet.
Diese mittels der Schaltmatrix einstellbaren Schaltkonfigurationen ermöglichen eine umfassende Testung der zu prüfende flächigen Elemente.
Vorzugsweise ist die Schaltmatrix dazu eingerichtet, die drei Kontaktflächen jeweils einer der Prüfeinheiten unterschiedlich zu verschalten, so dass Messungen mittels des wenigstens einen Messgeräts in unterschiedlichen elektrischen Schaltungen durchführbar sind. Je nachdem, ob beispielsweise der erste oder der zweite Separator oder beide Separatoren einer Monozelle geprüft werden sollen, kann die Schaltkonfiguration unterschiedlich sein. Auf diese Weise können eine Vielzahl von Messungen an dem flächigen Element durchgeführt werden, während es an der Prüfeinheit anliegt. Durch das Vermeiden der Übergabe des zu prüfenden flächigen Elements an eine weitere Prüfvorrichtung kann eine besonders pro- duktschonende Vermessung des flächigen Elements vorgenommen werden. Insbesondere müssen die äußerst sensiblen Ableiterfähnchen der Elektroden, die bereits eingangs erwähnt wurden, nicht mehrfach kontaktiert werden. Beispielsweise können auch zwei oder mehrere Kontaktflächen einer Prüfeinheit miteinander kurzgeschlossen werden.
Vorzugsweise ist die Schaltmatrix dazu eingerichtet, einzelne oder mehrere der Kontaktflächen jeweils eines der Prüfeinheiten mit einer Spannungsquelle zu verschalten und/oder auf Masse zu schalten. Durch diese Arten der Verschaltung, können weitere Schaltkonfigurationen ermöglicht werden, so dass die Möglichkeiten der Messung erweitert werden können.
Vorzugsweise umfasst die Schaltmatrix eine Mehrzahl von Relais, zum Verschalten der Kontaktflächen untereinander und/oder einzelner oder mehrerer der Kontaktflächen mit einem oder mehreren Messgeräten. Die Relais sind dabei beispielsweise mittels einer Steuereinheit steuer- bzw. regelbar. Aufgrund der Vielzahl der Schaltkombinationen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Schaltmatrix mit Relais zu betreiben. Die Schaltmatrix und damit auch die Relais können beispielsweise anhand der Stellung der Fördereinrichtung relativ zu dem stationären Teil der Prüfvorrichtung erfolgen. Selbstverständlich können alternativ oder zusätzlich weitere Eingangsparameter zum Steuern bzw. Regeln der Schaltmatrix bzw. der Relais genutzt werden. Auch das auf Masse Schalten einzelner oder mehrerer Kontaktflächen und/oder das Verschalten mit einer Spannungsquelle erfolgt vorzugsweise mittels der Relais. Der Hauptvorteil der Relais ist das passive, galvanisch getrennte Schalten und das minimalinvasive Verhalten bezüglich der Veränderung der Messstrecke. Weiterhin sind Relais in der Lage, Gleichstrom und Wechselstrom zu leiten; Schalttransistoren sind dazu nur begrenzt in der Lage. Ferner beeinflussen Schalttransistoren im erheblichen Maße die Messstrecke.
Vorzugsweise ist die Schaltmatrix Bestandteil der Fördereinrichtung. Auf diese Weise kann die Verschaltung an der Fördereinrichtung effizient erfolgen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Messgerät zum Messen einer elektrischen Kapazität und/oder des ohmschen Widerstandes, allgemeiner des Realteils und/oder des Imaginärteils der elektrischen Impedanz, und/oder zum Durchführen einer Durchschlagsmessung eingerichtet ist. Durch die Prüfung der flächigen Elemente mittels Messung des ohmschen Widerstandes und/oder der elektrischen Kapazität lassen sich zuverlässig Rückschlüsse auf den Systemzustand der zu prüfenden flächigen Elemente ziehen.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Messgerät Bestandteil des stationären Teils der Prüfvorrichtung. Somit muss das wenigstens eine Messgerät nicht mit der Fördereinrichtung bewegt werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Prüfvorrichtung mehrere Messgeräte umfasst. Weiterhin können so auch die Messgeräte vorteilhaft mit den Kontaktflächen unterschiedlicher Prüfeinheiten verschaltet werden, so dass eine geringere Anzahl an Messgeräten erforderlich ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, ein oder mehrere der Messgeräte in der Fördereinrichtung zu integrieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die elektrische und/oder signaltechnische Verbindung der Fördereinrichtung mit dem stationären Teil mittels einer Schleifkontakteinrichtung erfolgt. Eine Schleifkontakteinrichtung hat sich als vorteilhaft erwiesen, um die sich bewegende, beispielsweise sich rotierende, Fördereinrichtung elektrisch und/oder signaltechnisch an den stationären Teil der Prüfvorrichtung anzubinden.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Anmeldung wird zur Lösung der Aufgabe ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Prüfvorrichtung vorgeschlagen, wobei in einem Verfahrensschritt a) zur Bildung der Kontaktflächen Metallbleche mit einem Übermaß bereitgestellt werden; in einem Verfahrensschritt b) die Metallbleche mittels der Träger an der Fördereinrichtung befestigt werden; und in einem Verfahrensschritt c) die mittels des Trägers an der Fördereinrichtung befestigten Metallbleche durch ein spanendes Werkzeug bearbeitet werden. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann insbesondere die Oberfläche der Kontaktflächen derart bearbeitet werden, dass diese eine vordefinierte Oberflächengeometrie aufweisen. Beispielsweise kann durch die spanende Bearbeitung ein Metallblech auch derart unterteilt werden, dass daraus separate Kontaktflächen einer Prüfeinheit gebildet werden. Alternativ oder zusätzlich können auch die durchströmbaren Bereiche, die im Betrieb mit Unterdrück beaufschlagbar sind, durch die spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Bohrungen, gebildet werden.
Gemäß einem dritten Aspekt dieser Anmeldung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Prüfen von flächigen Elementen, die zur Bildung eines Zellstapels für die Energiezellen produzierende Industrie vorgesehen sind, gelöst. Dabei werden die flächigen Elemente unter Verwendung einer Prüfvorrichtung wie vorangehend beschrieben geprüft, wobei die zu prüfenden flächigen Elemente jeweils an den Kontaktflächen einer der Prüfeinheiten anliegen. Vorzugsweise erfolgt das Prüfen der flächigen Elemente während des Transports der flächigen Elemente, also während sich die Fördereinrichtung gegenüber dem stationären Teil der Prüfvorrichtung bewegt.
Weiter vorzugsweise führt die Detektion eines beschädigten oder qualitativ minderwertigen flächigen Elements dazu, dass dieses aus dem Herstellungsprozess ausgeschleust wird. Dies kann beispielsweise durch die Prüfvorrichtung selbst erfolgen oder alternativ durch eine separate Einrichtung, beispielsweise in Form einer Auswurftrommel.
Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich, dass mittels der Prüfvorrichtung Qualitätsparameter der flächigen Elemente zur späteren Verwendung erfasst werden, ohne dass diese zwingend aus dem Prozess ausgeschleust werden. Auf diese Weise kann beispielsweise der gebildete Zellstapel in unterschiedliche Qualitätsklassen klassifiziert werden.
Bezüglich der mit dem vorgeschlagenen Verfahren verbundenen technischen Wirkungen und Vorteile wird auf die vorangehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der Prüfvorrichtung verwiesen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prüfvorrichtung mit einer Fördereinrichtung in Form einer Trommel ohne ihren stationären Teil;
Fig. 2 einen Träger mit drei Kontaktflächen; Fig. 3 ein Prüfeinheit mit einem darauf angeordneten flächigen Element in einem ersten Querschnitt orthogonal zu einer Rotationsachse der Trommel;
Fig. 4 eine Prüfeinheit mit einem darauf angeordneten flächigen Element in einem ersten Querschnitt parallel zu einer Rotationsachse der Trommel;
Fig. 5 drei Kontaktflächen in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 6 einen Träger in einer perspektivischen Darstellung mit Blick auf dessen Oberseite;
Fig. 7 einen Träger in einer perspektivischen Darstellung mit Blick auf dessen Unterseite;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines Trägers mit einem darin verlegten Kabel;
Fig. 9 einen Blick auf die Stirnseite der Fördereinrichtung samt Abdeckung;
Fig. 10 eine erste Ausführungsform einer Prüfeinheit mit einem lösbar an der Fördereinrichtung befestigbaren Träger;
Fig. 11 eine zweite Ausführungsform einer Prüfeinheit mit einem lösbar an der Fördereinrichtung befestigbaren Träger; Fig. 12 einen Blick auf die Stirnseite der Fördereinrichtung ohne Abdeckung;
Fig. 13 eine Schnittansicht der Prüfvorrichtung mit einer ersten Variante der Verkabelung;
Fig. 14 eine perspektivische Darstellung der Prüfvorrichtung mit einer zweiten Variante der Verkabelung;
Fig. 15 eine perspektivische Darstellung einer Fördereinrichtung mit aufgeklebten Kontaktflächen;
Fig. 16 eine Schnittdarstellung einer Fördereinrichtung mit aufgeklebten Kontaktflächen; und
Fig. 17 eine weitere Ausführungsform der Prüfvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Prüfvorrichtung 1 ohne ihren stationären Teil 5, der aber in der Figur 13 dargestellt ist. Die Prüfvorrichtung 1 umfasst eine Fördereinrichtung 3, die durch eine um eine Rotationsachse 32 rotierbar gelagerte Trommel gebildet ist. An einer Mantelfläche 25 der Fördereinrichtung 3 sind zwölf plane Flächen vorgesehen, wobei nur an jeder dritten dieser planen Fläche ein Träger 9 befestigt ist; einer der Träger 9 ist in der dargestellten Perspektive verdeckt. Dass nicht jede der planen Flächen mit einem Träger 9 besetzt ist, dient der besseren Darstellbarkeit; grundsätzlich ist an allen zwölf planen Flächen der Fördereinrichtung 3 ein Träger 9 befestigt. Prinzipiell kann die Fördereinrichtung eine beliebige Anzahl an Aufnahmeflächen für die Träger aufweisen, wobei sich zwecks Parallelisierung, die nachfolgend noch im Detail erläutert wird, ins- besondere eine Anzahl anbietet, die durch drei oder vier teilbar ist. Ferner ist erkennbar, dass auf jedem der Träger 9 eine erste und eine zweite Kontaktfläche 6 und 7 sowie eine dazwischen angeordnete dritte Kontaktfläche 8 vorgesehen ist. Jeweils ein Träger 9 und die darauf angeordneten Kontaktflächen 6, 7 und 8 bilden eine modulare Einheit, in Form einer Prüfeinheit 4, die nachfolgend noch anhand der Figur 2 erläutert wird. Ferner ist ersichtlich, dass an einer Stirnseite der Fördereinrichtung 3 eine Schaltmatrix 26 vorgesehen ist, die dazu dient, die Kontaktflächen 6, 7 und 8 mit Messgeräten 27 (siehe Figur 13) zu verschalten.
Figur 2 zeigt die modulare Einheit aus Träger 9 und den darauf angeordneten Kontaktflächen 6, 7 und 8. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kontaktflächen 6, 7, 8 mit dem Träger 9 verklebt, so dass diese durch den Träger 9 in einer vordefinierten Ausrichtung und Anordnung zueinander positioniert werden. Ferner sind Durchgangsöffnungen 33 vorgesehen, über die der Träger 9 mittels nicht dargestellter Senkschrauben an den planen Flächen der Fördereinrichtung 3 befestigt werden kann. Weiterhin ist erkennbar, dass eine Unterseite 15 des Trägers 9 eine ebene Fläche aufweist, so dass diese plan an der ebenfalls planen Fläche der Mantelfläche 25 der Fördereinrichtung 3 anliegt (vgl. Figur 1).
Eine Oberseite 14 des Trägers 9 weist eine konvexe Wölbung auf, an der auch die Kontaktflächen 6, 7 und 8 flächig anliegen. Die aus Metallblechen gebildeten Kontaktflächen 6, 7 und 8 können ohne größeren Kraftaufwand an die konvexe Geometrie des Trägers 9 angepasst und darauf aufgeklebt werden.
Der Träger 9 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff. Alternativ kann der Träger 9 aber auch aus anderen nichtleitenden Materialien hergestellt sein. Damit sind die Kontaktflächen 6, 7, 8 jeweils zueinander und in Bezug zu der Fördereinrichtung 3 elektrisch isoliert gelagert.
Weiterhin sind Luftkanäle 19 zu erkennen, die mit einem durchströmbaren Bereich 20 der Kontaktflächen Zusammenwirken. Die Bezugszeichen der Luftkanäle 19 sind in Figur 3 nur exemplarisch an der dritten Kontaktfläche 8 vorgesehen, die erste und zweite Kontaktfläche 6 und 7 weisen ebenfalls einen durchströmbaren Bereich 20 auf, der mit einem Luftkanal 19 in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise können die durchströmbaren Bereiche 20 der Kontaktflächen 6, 7 und 8 mit einem Unterdrück beaufschlagt werden, so dass ein zu prüfendes flächiges Element 2 (vgl. Figuren 3 und 4) an die Kontaktflächen 6, 7 und 8 gesaugt wird.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines auf der Prüfeinheit 4 angeordneten flächigen Elements 2, wobei der Schnitt in einer Ebene orthogonal zur Rotationsachse 32 (vgl. Figur 1) der Fördereinrichtung 3 angeordnet ist.
Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte flächige Element 2 weist von unten nach oben den folgenden Schichtaufbau auf: erster Separator 10 - erste Elektrode 11 - zweiter Separator 12 - zweite Elektrode 13. Die erste Elektrode 11 wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Anode gebildet und die zweite Elektrode 13 durch eine Kathode. Prinzipiell kann aber auch die erste Elektrode 11 durch eine Kathode gebildet sein und die zweite Elektrode 13 durch eine Anode.
In der Schnittdarstellung der Figur 3 ist eine der Prüfeinheiten 4 aus Figur 1 dargestellt. In der gezeigten Schnittdarstellung der Figur 3 ist zu erkennen, dass die dritte Kontaktfläche 8 durch den Träger 9 gelagert wird. Da der Träger 9 aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt ist, ist die dritte Kontaktfläche 8 gegenüber der Fördereinrichtung 3 elektrisch isoliert gelagert. Das flächige Element 2 liegt mit dem ersten Separator 10 an der dritten Kontaktfläche 8 auf, die für das flächige Element 2 gleichzeitig eine geeignete Transportauflage bildet. Es ist ferner zu erkennen, dass sich die flächige Erstreckung der dritten Kontaktfläche 8 im Wesentlichen mit der Grundfläche der ersten und zweiten Elektrode 11 und 13 ohne Berücksichtigung der hier nicht dargestellten Ableiterfähnchen 34 und 35 (vgl. Figur 4) deckt. Auf diese Weise kann die dritte Kontaktfläche 8 zusammen mit der oberhalb des ersten Separators 10 angeordneten ersten Elektrode 11 ein Elektrodenpaar bilden, das zum Prüfen des dazwischen angeordneten ersten Separators 10 geeignet ist. Die erste Elektrode 11 wird dann durch Anliegen ihres Ableiterfähnchens 34 an der ersten Kontaktfläche 6 kontaktiert.
Ferner zeigt die Figur 3, dass auf die erste Elektrode 11 der zweite Separator 12 und die zweite Elektrode 13 folgt. Somit bilden die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 13 ebenfalls ein Elektrodenpaar, das zum Prüfen des dazwischen angeordneten zweiten Separators 12 geeignet ist.
Figur 4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des auf der Prüfeinheit 4 angeordneten flächigen Elements 2, wobei der Schnitt in einer Ebene parallel zur Rotationsachse 32 (vgl. Figur 1) der Fördereinrichtung 3 verläuft. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die erste Elektrode 11 mittels ihres Ableiterfähnchens 34 die erste Kontaktfläche 6 kontaktiert. Weiterhin ist zu erkennen, dass die zweite Elektrode 13 mittels ihres Ableiterfähnchens 35 die zweite Kontaktfläche 7 kontaktiert. Um ein Abknicken der Ableiterfähnchen 34, 35 zu vermeiden, können die Kontaktflächen 6, 7 in Radialrichtung eine entsprechend angepasste Höhe aufweisen; die Höhe der ersten Kontaktfläche 6 ist damit in Radialrichtung geringer als die Höhe der zweiten Kontaktfläche 7.
Figur 5 zeigt die Kontaktflächen 6, 7, 8 ohne den Träger 9. Es ist zu erkennen, dass diese durch Metallbleche gebildet sind, beispielsweise aus Kupfer, Gold, Silber, Nickel, Aluminium oder Stahl; weiterhin sind auch Metallbleche mit einer Beschichtung aus Nickel und/oder Gold denkbar.
Figur 6 zeigt den Träger 9 ohne die darauf aufgebrachten Kontaktflächen 6, 7 und 8. An den Stellen, an denen die Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Figur 5 angeordnet sind, sind an der Oberseite 14 des Trägers 9 Aussparungen 16, 17 und 18 vorgesehen, die mit der flächigen Erstreckung der Kontaktflächen 6, 7 und 8 korrespondieren. Die Aussparung 16 dient der Positionierung und Ausrichtung der ersten Kontaktfläche 6; die Aussparung 17 dient der Positionierung und Ausrichtung der zweiten Kontaktfläche 7; die Aussparung 18 dient der Positionierung und Ausrichtung der dritten Kontaktfläche 8. Der in der Figur 6 gezeigte Träger 9 ist aus einem einstückigen Kunststoffteil gebildet; solch ein Kunststoffträger kann beispielsweise ein Gussteil oder ein 3D-Druckteil sein. Ferner ist in der Figur 6 zu erkennen, dass jeweils vier der Luftkanäle 19, die mit der dritten Kontaktfläche 8 in Wirkverbindung stehen, am Nutgrund einer Nut 36 auf die Oberseite 14 treffen. Auf diese Weise können jeweils vier der Luftkanäle 19 strömungstechnisch miteinander verbunden werden, bevor sie in die durchströmbaren Bereiche 20 der dritten Kontaktfläche 8 (vgl. Figur 5) übergehen. Figur 7 zeigt die Unterseite 14 des Trägers 9, an der die Kabelkanäle 21 verlaufen. Ein erster Kabelkanal 21a ist dazu eingerichtet, ein Kabel 22 (vgl. Figuren 12 und 13) von einer Stirnseite 37 des Trägers 9 zu der ersten Kontaktfläche 6 zu führen, entsprechend ein zweiter Kabelkanal 21 b zur zweiten Kontaktfläche 7 und ein dritter Kabelkanal 21c zur dritten Kontaktfläche 8 (vgl. Figur 2). Die Kabelkanäle 21a, 21 b und 21c sind an der Unterseite 15 geöffnet und werden durch den Anbau des Trägers 9 an die Fördereinrichtung 3 durch die Mantelfläche 25 der Fördereinrichtung 3 geschlossen (vgl. Figur 1) Weiterhin ist erkennbar, dass die Luftkanäle 19 auf die plane Unterseite 15 des Trägers 9 treffen. Diese sind über dafür vorgesehenes Leitungssystem 23 (siehe Figur 13) der Fördereinrichtung 3 mit Unterdrück beaufschlagbar.
Figur 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger 9 in einer Ebene parallel zur Rotationsachse 32 der Fördereinrichtung 3; vgl. Figur 1. In dieser Ansicht ist das in dem Kabelkanal 21c verlegte Kabel 22 dargestellt, das an die dritte Kontaktfläche 8 angeschlossen ist. Das Kabel 22 ist als Koaxialkabel ausgeführt: Radial innen verläuft ein Innenleiter 40, der mit der dritten Kontaktfläche 8 verlötet ist. Es folgt ein der Abschirmung dienender Außenleiter 42, der durch eine Isolation 41 von dem Innenleiter 40 getrennt ist. Radial außen folgt ein Schutzmantel 38. Das Kabel 22 verläuft parallel zur Rotationsachs 32 (vgl. Figur 1) in dem Kanal 21c bis es rechtwinklig, hier also in Radialrichtung in Bezug auf die Rotationsachse 32, auf die Lötstelle trifft. Der Schutzmantel 38 reicht bis kurz vor der rechtwinkligen Richtungsänderung, so dass in einem Abschnitt des Kabels 22, der Außenleiter 42 freiliegt. Mittels einer Stirnseite 43 einer Masse-Kontakt-Schraube 39, die mit ihrem Gewinde in dem Träger 9 verschraubt ist, wird der Außenleiter 42 gegen die elektrisch leitende Fördereinrichtung 3 gedrückt, um einen definier- ten Massekontakt herzustellen. In gleicher Weise sind die Kabel 22, die zu der ersten und zweiten Kontaktfläche 6 und 7 führen, in dem Träger 9 verlegt.
Figur 9 zeigt eine Vorderansicht der Fördereinrichtung 3 mit darauf montierten Trägern 9. Wie auch in der Figur 1 ist auf der Fördereinrichtung 3 nur jeder dritte Träger 9 montiert. Es ist ferner zu erkennen, dass die Kabelkanäle 21 durch die Montage der Träger 9 an der Fördereinrichtung 3 auch an der Unterseite 15 des Trägers 9 geschlossen sind. Ferner ist eine Abdeckung 44 vorgesehen, mit der die Schaltmatrix 26 (siehe Figur 12) stirnseitig abgedeckt wird.
Die Figuren 10 und 11 zeigen zwei Alternativen zu der in der Figur 2 gezeigten Verklebung der Kontaktflächen 6, 7, und 8 mit dem Träger 9. Bei den Ausführungsformen der Figuren 10 und 11 können die Kontaktflächen 6, 7 und 8 einzeln mittels lösbarer Schraubverbindungen an dem Träger 9 befestigt werden. Nachfolgend wird dieses Prinzip in den Figuren 10 und 11 anhand der dritten Kontaktfläche 8 erläutert; die Befestigung der ersten und zweiten Kontaktfläche 6 und 7 an dem Träger 9 kann aber in analoger Weise erfolgen.
Die Figuren 10 und 11 zeigen einen planen Abschnitt der Mantelfläche 25 der als Trommel ausgeführten Fördereinrichtung 3 wie auch bereits in Figur 1 dargestellt. Die Kontaktfläche 8 kann mittels einer nicht dargestellten Schraube, die von radial innen eingeschraubt wird, mit dem Träger 9 verschraubt werden. Hierzu sind Sacklochbohrungen 58 vorgesehen, die den Träger 9 vollständig durchdringen und deren Grundloch in der dritten Kontaktfläche 8 liegt. Ein Innengewinde 60, in das die nicht dargestellte Schraube eingreift, ist in der dritten Kontaktfläche 8 angeordnet. Die Sacklochbohrung 58 weist in dem Träger einen entsprechenden Senkbohrdurchmes- ser auf, so dass der Schraubenkopf der nicht dargestellte Senkschraube im verschraubten Zustand vollständig in dem Träger 9 versenkt ist. Durch die Verschraubung von radial innen, wird Oberseite der Kontaktfläche 8 nicht beeinträchtigt. Das Verschrauben der Kontaktfläche 8 mit dem Träger 9 erfolgt bereits vor der Montage des Trägers 9 an der Fördereinrichtung 3.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 10 wird der Träger 9 mittels einer Sacklochbohrung 57, die sowohl die Kontaktfläche 8 als auch den Träger 9 vollständig durchdringt, an der Fördereinrichtung 3 befestigt. Der Sacklochgrund sowie ein Innengewinde 62 ist in der Fördereinrichtung 3 angeordnet. Ferner weist die Sacklochbohrung 57 einen Senkbordurchmesser auf, so dass eine nicht dargestellte Schraube im montierten Zustand nicht aus der dritten Kontaktfläche 8 herausragt, was zu einer Beschädigung des darauf gelagerten flächigen Elements 2 führen könnte.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 11 wird die Einheit aus Kontaktflächen 6, 7 und 8 (in dieser Ebene ist nur die Kontaktfläche 8 erkennbar) mittels einer Schraubverbindung von radial innen an der Fördereinrichtung 3 befestigt. Eine entsprechende Sacklochbohrung 59 durchdringt die Fördereinrichtung 3 vollständig, während ein Grundloch sowie ein Innengwinde 61 in dem Träger 9 angeordnet sind. Es ist ein entsprechender Senkbohrdurchmesser vorgesehen, so dass ein Schraubenkopf einer nicht dargestellten Schraube nicht aus der Bohrung herausragt.
Die hier beschriebenen Bohrungen müssen nicht zwangsläufig durch spanende Bearbeitung hergestellt werden. Figur 12 zeigt die elektrische und signaltechnische Verbindung der Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinheiten 4 mit der Schaltmatrix 26, die wiederum mit Messgeräten 27 (vgl. Figur 13) elektrisch und signaltechnisch verbunden ist. Die Schaltmatrix 26 umfasst eine Mehrzahl an Relais, die dazu eingerichtet sind, die Kabel 22 mit den Kabeln eines Eingangskanalkabelsatzes 49 zu verschalten. Grundsätzlich ist es mittels einer Schaltmatrix 26 möglich, ein auf einer bestimmten Prüfeinheit 4 aufliegendes flächiges Element 2 (vgl. Figuren 3 und 4) mit einem beliebigen Messgerät 27 (vgl. Figur 13) zu verschalten. In der Praxis hat es sich allerdings bewährt, die Prüfeinheiten 4 zeitlich parallel mit Messgeräten 27 zu verschalten. Dies bedeutet, dass eine Mehrzahl an Messgeräten 27 vorgesehen ist, wobei jeder Prüfeinheit 4 stets dieselben Messgeräte 27 zugeordnet sind.
Durch die Parallelisierung kann die für die Testung des flächigen Elements 2 zur Verfügung stehende Zeit verlängert werden. In der Ausführungsform gemäß Figur 12 sind an der Fördereinrichtung 3 genau 12 Prüfeinheiten 4 vorgesehen.
Würde man keinerlei Parallelisierung vorsehen, dann könnte das sich in einer Prüfeinheit 4 befindliche flächige Element 2 nur über einen Winkelabschnitt von 360712=30° geprüft werden; es steht nur eine entsprechend kurze Zeitspanne zur Verfügung.
Bei einer Parallelisierung mit dem Faktor 2 wären die Prüfeinheiten 4 abwechselnd einem ersten Satz an Messgeräten 27-A1 und 27-B1 zugeordnet und die zweite Hälfte der Prüfeinheiten einem zweiten Satz an Messgeräten 27-A2 und 27-B2. Die Messgeräte mit dem Kennbuchstaben „A“, hier also die Messgeräte 27-A1 und 27-A2, sind dazu eingerichtet, eine Kapazität zu messen. Die Messgeräte mit dem Kennbuchstaben „B“, hier also 27-B1 und 27-B2, sind dazu eingerichtet, einen ohmschen Widerstand zu messen sowie eine Durchschlagsmessung durchzuführen. Bei der Parallelisierung mit dem Faktor 2 kann das sich in einer Prüfeinheit 4 befindliche flächige Element 2 über einen Winkelabschnitt von (360712)*2=60° geprüft werden; es steht damit im Vergleich zu dem vorangehend geschilderten Fall die doppelte Zeitspanne zur Verfügung, sofern eine identische Rotationsgeschwindigkeit der Fördereinrichtung 3 angenommen wird.
Im Detail soll nun anhand der Figuren 12 und 13 eine Parallelisierung mit dem Faktor 3 beschrieben werden.
Zunächst ist in Figur 13 zu erkennen, dass entsprechend der Parallelisierung mit dem Faktor 3, die Schaltmatrix 26 in drei Elektronikeinheiten 46, 47 und 48 unterteilt ist. Mittels der Kabel 22 sind die Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinheiten 4-1 , 4-4, 4-7 und 4-10 an die erste Elektronikeinheit 46 angeschlossen, über die eine Verschaltung mit den Messgeräten 27-A1 und 27-B1 möglich ist. Es können so beispielsweise jeweils zwei beliebige der drei Kontaktflächen 6, 7, 8 einer Prüfeinheit 4 paarweise mit einem Messgerät 27 verschaltet werden, so dass beide Separatoren 10 und 12 des entsprechenden flächigen Elements 2 (vgl. Figuren 3 und 4) geprüft werden können.
Nicht in Figur 12 dargestellt ist die Verkabelung der Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinheiten 4-2, 4-5, 4-8 und 4-11 mit der zweiten Elektronikeinheit 47, über die eine Verschaltung mit den Messgeräten 27-A2 und 27-B2 erfolgt (vgl. auch Figur 13). Ebenfalls nicht in Figur 3 dargestellt ist die Verkabelung der Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinheiten 4-3, 4-6, 4-9 und 4-12 mit der dritten Elektronikeinheit 48, über die eine Verschaltung mit den Messgeräten 27-A3 und 27-B3 erfolgt (vgl. auch Figur 13).
Für eine Parallelisierung mit dem Faktor 3 sind also insgesamt sechs Messgeräte 27-A1 bis 27-B3 erforderlich, weil für die Messung der Kapazität sowie für die Widerstand- und Durchschlagsmessung jeweils unterschiedliche Messgerättypen (Kennbuchstabe „A“ und „B“) erforderlich sind. Eine solche Parallelisierung ermöglicht es, das sich jeweils in einer Prüfeinheit 4 befindliche flächige Element 2 über einen Winkelabschnitt von (360 12)*3=90° zu prüfen. In der Praxis hat sich die Parallelisierung mit dem Faktor 3 als vorteilhaft erwiesen, weil dies einen idealen Kompromiss zwischen einer noch akzeptablen Anzahl an relativ teuren Messgeräten 27-A1 bis 27-B3 einerseits und einem ausreichend großen Messabschnitt von 90° und der damit zur Verfügung stehende Messdauer andererseits bietet.
Selbstverständlich sind in entsprechender Weise auch Parallelisierungen um den Faktor 4 oder 6 möglich. Aufgrund der Teilbarkeit der Zahl 12 durch die Werte 2, 3, 4 und 6 bestehen grundsätzlich vier Möglichkeiten der Parallelisierung.
Grundsätzlich besteht natürlich unabhängig von dem Faktor der Parallelisierung die Möglichkeit, noch einen oder mehrere weitere Messgerättypen zu ergänzen, um entsprechende Messungen durchzuführen.
Die drei Elektronikeinheiten 46, 47, 48 der Schaltmatrix 26 sind an der Stirnseite der als Trommel ausgeführten Fördereinrichtung 3 montiert. So ist die Schaltmatrix 26 relativ nah an den Prüfeinheiten 4 angeordnet, wodurch sich qualitativ bessere Messergebnisse erzielen lassen. Weiterhin ist die Schaltmatrix 26 so einfache montierbar.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 sind die 12*3=36 Kabel 22 an den radial außen in Bezug auf die Rotationsachse 32 angeordneten Ausgangskanälen 53 der Schaltmatrix 26 angeschlossen. Über radial innen liegende Eingangskanäle 52 kann dann die Verbindung zu den Messgeräten 27-A1 bis 27-B3 hergestellt werden. Die Eingangskanäle 52 und die Ausgangskanäle 53 sind untereinander mittels Kommunikationsleitungen verbunden und mittels Relais in gewünschter Weise verschaltbar. Die Eingangs- und Ausgangskanäle 52 und 53 umfassen jeweils einen Koaxialverbinder zum Anschluss entsprechender Koaxialkabel, beispielsweise SMA Schraubverbinder.
Es versteht sich von selbst, dass die Schaltmatrix 26 prinzipiell noch mit weiteren Leitungen verbunden werden kann. Beispielsweise mit einer Leitung, die zur Erdung oder zum auf Masse Schalten einzelner oder mehrere Kontaktflächen 6, 7 und/oder 8 dient oder auch mit einer Steuerungsleitung zum Steuern der Schaltmatrix 26.
Figur 13 zeigt eine Schnittansicht der Prüfvorrichtung 1 , aus der die elektrische und/oder signaltechnische Verbindung des Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinheiten 4 mit den Messgeräten 27 hervorgeht. Die von den Prüfeinheiten 4 ausgehenden Kabel 22 sind an die Ausgangskanäle 53 der mit der Fördereinrichtung 3 drehfest verbundenen Schaltmatrix 26 verbunden. Ausgehend von den Eingangskanälen 52 der Schaltmatrix 26 verläuft ein Eingangskabelsatz 49 ins Innere der als Trommel ausgeführten Fördereinrichtung 3 bis zu einer Schleifkontakteinrichtung 50, die durch einen Schleifring gebildet ist. Die Schleifkontakteinrichtung 50 befindet sich beispielsweise auf einer mitdrehenden Hohlwelle 24 im Inneren der Trommel. In einer alternativen Ausführung kann der Schleifkontaktring auch außerhalb der Welle 24 beispielsweise auf der Seite einer Abdeckung angebracht werden, beispielsweise im Bereich des Stators 55 in Figur 14. Im Bereich der Eingangskanäle 52 wird der Eingangskabelsatz 49 durch die Hohlwelle 24 geführt und über die Schleifkontakteinrichtung 50 in Form eines Schleifrings mit einem Messkabelsatz 51 verbunden, der dem stationären Teil 5 der Prüfvorrichtung zugeordnet ist. Der Messkabelsatz 51 ist dann mit den Messgeräten 27-A1 bis 27-B3 verbunden, die Bestandteile des stationären Teils 5 der Prüfvorrichtung 1 sind.
Der Eingangskabelsatz 49 und der Messkabelsatz 51 umfasst neben Signalkabeln, die unmittelbar mit den Kabeln 22 verschaltbar sind, auch Daten- und Spannungsversorgungskabel, die ebenfalls an die Schaltmatrix 26 angeschlossen sind.
Die Prüfvorrichtung 1 umfasst somit drei Kabelsätze: Ein erster Kabelsatz umfasst die Kabel 22, die die Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinrichtungen 4 mit den Ausgangskanälen 53 der Schaltmatrix 26 verbinden. Ein Eingangskabelsatz 49, der dem drehbaren Fördereinrichtung 3 zugeordnet ist, verbindet die Eingangskanäle 52 der Schaltmatrix 26 mit der Schleifkontakteinrichtung 50. Der Messkabelsatz 51 , der dem stationären Teil 5 der Prüfeinheit 4 zugeordnet ist, verbindet die Schleifkontakteinrichtung 50 mit den Messgeräten 27 oder mit anderen Einrichtungen, wie beispielsweise eine Steuereinheit oder eine Spannungsquelle. Weiterhin ist aus Figur 13 das Leitungssystem 23 der Fördereinrichtung 3 zu erkennen, über die auch die Prüfeinheiten 4 mit Unterdrück beaufschlagbar sind. Es versteht sich von selbst, dass das Leitungssystem 23 dazu eingerichtet ist, je nach Verdrehwinkel der Fördereinrichtung 3 gegenüber dem stationären Teil 5 nur einen Teil der Prüfeinrichtungen 4 mit Unterdrück zu beaufschlagen, so dass die flächigen Elemente 2 nur in einem bestimmten Abschnitt an die Kontaktflächen 6, 7 und 8 der Prüfeinrichtungen 4 gesaugt werden (vgl. auch Figuren 3 und 4).
Figur 14 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Verkabelung im Vergleich zu der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform. Im Übrigen ist die Prüfvorrichtung 1 der Figur 14 aber identisch mit der Prüfvorrichtung 1 gemäß Figur 13. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 14 wird der Eingangskabelsatz 49 nicht ins Innere der als Trommel ausgeführten Fördereinrichtung 3 geführt, sondern es erfolgt die Anbindung an einen Rotor 54, der im Zentrum einer ringförmigen ausgeführten Platine einer Schaltmatrix 26 angerordnet ist. Mittels eines Schleifkontakteinrichtung 50 erfolgt der Anschluss an einen Stator 55, von dem aus ein Messkabelsatz 51 mit den Messgeräten 27-A1 bis 27-B3 verbunden ist. Die Schleifkontakteinrichtung 50 und die Messgeräte 27-A1 bis 27-B3 sind bei dieser Ausführungsform vor der Stirnseite der Fördereinrichtung 3 angeordnet.
Figur 15 zeigt eine Ausführungsform der Prüfvorrichtung 1 , bei der der Träger 9 nicht durch ein demontierbares Trägerelement gebildet ist, sondern durch eine Klebemittelschicht. Auch hier sind pro Prüfeinheit 4 drei Kontaktflächen 6, 7 und 8 vorgesehen.
In Figur 16 ist die Ausführungsform aus Figur 15 in einer Schnittdarstellung dargestellt, wobei der Schnitt auch hier orthogonal zu einer Rotationsachse verläuft. Die in dieser Darstellung erkennbaren dritten Kontaktflächen 8 werden jeweils durch einen Träger 9 in Form eines Klebemittels auf der Fördereinrichtung 3 gehalten. Da der Kleber elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, sind auch bei dieser Ausführungsform die Kontaktflächen 6, 7 und 8 gegenüber der Fördereinrichtung 3 und untereinander elektrisch isoliert.
Diese Ausführungsform erlaubt eine nachträgliche spanende Bearbeitung der Kontaktflächen 6, 7 und 8, so dass die Kontaktflächen 6, 7 und 8 eine ideale Rundung aufweisen, die Teilabschnitte einer gedachten zylindrischen Oberfläche bilden. Bei dieser Ausführungsform werden die in Figur 15 dargestellten Kontaktflächen 6, 7 und 8 in einem Verfahrensschritt a) in Form von Metallblechen mit einem Übermaß bereitgestellt. Anschließend werden in einem Verfahrensschritt b) die Metallbleche mittels des Trägers 9 aus Klebstoff an der Fördereinrichtung 3 befestigt. Der Klebstoff kann dabei für jede Prüfeinheit 4 oder für jede Kontaktfläche 6, 7 und 8 separat aufgetragen werden; alternativ kann der Klebstoff aber auch zunächst für alle Prüfeinheiten 4 aufgetragen werden, so dass anschließend die Kontaktflächen 6, 7 und 8 darauf platziert werden können. In einem Verfahrensschritt c) werden dann die mittels des Trägers 9 an der Fördereinrichtung 3 befestigten Metallbleche durch ein spanendes Werkzeug bearbeitet, so dass die Oberfläche der Kontaktflächen 6, 7, 8 die gewünschte Geometrie aufweist. Die Kontaktflächen 6, 7, 8 und die Fördereinrichtung 3 können so leicht durch unterschiedliche metallische Werkstoffe hergestellt werden. Bohrungen zum strömungstechnischen Anbinden der Kontaktflächen 6, 7 und 8 an das Leitungssystem 23 der Fördereinrichtung 3 (vgl. Figur 13) können ebenfalls nachträglich eingebracht werden. Selbstverständlich kann eine spanende Bearbeitung der Kontaktflächen 6, 7 und 8 auch dann erfolgen, wenn der Träger 9 durch ein demontierbares Trägerelement gebildet ist, wie in den Figuren 1 , 2 sowie 6-14 dargestellt.
Figur 17 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die flächigen Elemente 2 mittels einer separaten Transportanlage 28 entlang eines Förderpfades 29 von einer Aufnahmestelle 30 zu einer Abgabestelle 31 transportiert werden. An der Aufnahmestelle 30 werden die flächigen Elemente 2 von einer ersten Transporttrommel 45 aufgenommen und an einer Abgabestelle 31 an eine zweite Transporttrommel 56 abgegeben. Die Fördereinrichtung 3 ist dazu eingerichtet, mehrere ihrer Prüfeinheiten 4 mit den von der Transportanlage 28 beförderten flächigen Elementen 2 mit einem definierten Druck zu kontaktieren, während diese transportiert werden. Dabei zeigt der erste, freiliegende Separator 10 (siehe Figuren 3 und 4) in Richtung der Prüfeinrichtung 4. Auf der Transportanlage 28 liegen die flächigen Elemente 2 dementsprechend mit der außenliegenden Elektrode 13 auf. Der Kontakt zwischen der jeweiligen Prüfeinheit 4 und dem jeweiligen flächigen Element 2 wird bei dieser Ausführungsform nahezu entlang des gesamten Förderpfades 29 aufrechterhalten. Hierzu bewegt die Förderereinrichtung 3 die Prüfeinheiten 4 mittels einer Endlosbahn in einer Sichelform um die Transportanlage 28, wobei sich der kleinere Sichelradius, also der Innenradius, um einen Teil der Transportanlage 28 legt. Die Transportanlage 28 ist bei dieser Ausführungsform als reine Transporttrommel ausgeführt, bei der die flächigen Elemente 2 durch die Wirkung eines Unterdrucks auf der Mantelfläche gehalten werden. Es ist aber alternativ auch möglich, dass die Transportanlage 28 selbst auch als Prüftrommel ausgeführt ist, so dass sich die Tests dieser Prüftrommel und die durch die Prüfeinheiten 4 der Fördereinrichtung 3 durchgeführten Tests ergänzen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform dient die Förderein- richtung 3 nur dem Andrücken der flächigen Elemente 2, als Alternative oder zusätzlich zu einer Ansaugung mittels Unterdrück, und muss dann selbst nicht zwingend eine Messung ausführen. Dies hat den Vorteil eines konstanteren Drucks für eine reproduzierbare Messung.
Bezuqszeichenliste:
1 Prüfvorrichtung
2 flächiges Element
3 Fördereinrichtung
4 Prüfeinheit
5 Stationärer Teil
6 Erste Kontaktfläche
7 Zweite Kontaktfläche
8 Dritte Kontaktfläche
9 Träger
10 Separator
11 Elektrode
12 Separator
13 Elektrode
14 Oberseite des Trägers
15 Unterseite des Trägers
16 Erste Aussparung
17 Zweite Aussparung
18 Dritte Aussparung
19 Luftkanal
20 Durchströmbarer Bereich
21 Kabelkanal
22 Kabel
23 Leitungssystem
24 Hohlwelle
25 Mantelfläche
26 Schaltmatrix
27 Messgerät
28 Transportanlage
29 Förderpfad 30 Aufnahmestelle
31 Abgabestelle
32 Rotationsachse
33 Durchgangsöffnung
34 Ableiterfähnchen
35 Ableiterfähnchen
36 Nut
37 Stirnseite (des Trägers)
38 Schutzmantel
39 Masse-Kontakt-Schraube
40 Innenleiter
41 Isolation
42 Außenleiter
43 Stirnseite (der Masse-Kontakt-Schraube)
44 Abdeckung
45 Erste Transporttrommel
46 Erste Elektronikeinheit
47 Zweite Elektronikeinheit
48 Dritte Elektronikeinheit
49 Eingangskabelsatz
50 Schleifkontakteinrichtung
51 Messkabelsatz
52 Eingangskanäle
53 Ausgangskanäle
54 Rotor
55 Stator
56 Zweite Transporttrommel
57 Sacklochbohrung
58 Sacklochbohrung
59 Sacklochbohrung
60 Innengewinde 61 Innengewinde
62 Innengewinde

Claims

Ansprüche:
1. Prüfvorrichtung (1) für die Energiezellen produzierende Industrie, wobei die Prüfvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, flächige Elemente (2) zu prüfen, die zur Bildung eines Zellstapels geeignet sind, wobei
- die Prüfvorrichtung (1) mehrere Prüfeinheiten (4) umfasst, die mittels einer Fördereinrichtung (3) relativ zu einem stationären Teil (5) der Prüfvorrichtung (1) bewegbar sind, wobei
- die Prüfeinheiten (4) jeweils wenigstens zwei Kontaktflächen (6, 7, 8) zum elektrischen und/oder signaltechnischen Kontaktieren eines zu prüfenden flächigen Elements (2) umfassen, wobei
- die Prüfeinheiten (4) jeweils einen Träger (9) mit elektrisch isolierenden Eigenschaften umfassen, durch den die Kontaktflächen (6, 7, 8) der jeweiligen Prüfeinheit (4) zueinander in einer vordefinierten Position und Ausrichtung gelagert werden, wobei
- die Träger (9) der Prüfeinheiten (4) an der Fördereinrichtung (3) befestigt sind.
2. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Fördereinrichtung (3) durch eine rotierbar gelagerte Trommel gebildet ist, an deren radial außen liegenden Mantelfläche (25) die Prüfeinheiten (4) befestigt sind.
3. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Prüfeinheiten (4) jeweils eine erste und eine zweite Kontaktfläche (6, 7) umfassen, die dazu eingerichtet sind, zwei Elektroden (11 , 13) eines flächigen Elements (2) elektrisch und/oder signaltechnisch zu kontaktieren, wenn das flächige Element (2) an der Prüfeinheit (4) anliegt, wobei
- die Prüfeinheiten (4) jeweils eine dritte Kontaktfläche (8) zum elektrischen und/oder signaltechnischen Kontaktieren eines Separators (10) des an der Prüfeinheit (4) anliegenden flächigen Elements (2) umfassen. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kontaktflächen (6, 7, 8) jeweils durch ein Metallblech gebildet sind. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kontaktflächen (6, 7, 8) durch eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung auf dem Träger (9) befestigt sind. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Träger (9) durch ein, vorzugsweise einteiliges, demontierbares Trägerelement gebildet ist, welches mittels eines Befestigungsmittels an der Fördereinrichtung (3) befestigt ist. Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Träger (9) durch eine Klebemittelschicht gebildet ist. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- an einer Oberseite (14) des Trägers (9) Aussparungen (16, 17, 18) vorgesehen sind, die formkorrespondierend zu den Kontaktflächen (6, 7, 8) ausgeführt sind. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Träger (9) mehrere Luftkanäle (19) aufweist, die eine Unterseite (15) des Trägers (9) strömungstechnisch mit einer Oberseite (14) des Trägers (9) verbinden. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens eine der Kontaktflächen (6, 7, 8) je Prüfeinheit mindestens einen durchströmbaren Bereich (20) aufweist, der mit wenigstens einem der Luftkanäle (19) des jeweiligen Trägers (9) in Wirkverbindung steht. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Träger (9) wenigstens einen Kabelkanal (21) umfasst, in dem ein Kabel (22), das an einer der Kontaktflächen (6, 7, 8) elektrisch und/oder signaltechnisch angeschlossen ist, geführt wird. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Prüfeinheiten (4) jeweils zur Aufnahme und zum Transport eines flächigen Elements (2) eingerichtet sind. Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Transportanlage (28) zum Transportieren von flächigen Elementen (2) entlang eines Förderpfades (29) von einer Aufnahmestelle (30) zu einer Abgabestelle (31) vorgesehen ist, wobei
- die Fördereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, eine oder mehrere ihrer Prüfeinheiten (4) mit einem flächigen Element (2) in Kontakt zu bringen, während es von der Transportanlage (28) transportiert wird, wobei
- der Kontakt zwischen der jeweiligen Prüfeinheit (4) und dem jeweiligen flächigen Element (2) entlang eines Teils des Förderpfades (29) oder des gesamten Förderpfades (29) aufrechterhalten wird.
14. Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein Messgerät (27) vorgesehen ist, wobei
- mindestens zwei der Kontaktflächen (6, 7, 8) jeweils einer der Prüfeinheiten (4) mittels einer Schaltmatrix (26) mit dem wenigstens einen Messgerät (27) verschaltbar sind.
15. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
- mehrere Messgeräte (27) vorgesehen sind, wobei
- die Schaltmatrix (26) dazu eingerichtet ist, einzelne oder mehrere der Kontaktflächen (6, 7, 8) jeweils einer der Prüfeinheiten (4) mit unterschiedlichen Messgeräten (27) elektrisch und/oder signaltechnisch zu verschalten.
16. Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 14 oder 15 unter Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Schaltmatrix (26) dazu eingerichtet ist,
- die erste und die zweite Kontaktfläche (6, 7) gleichzeitig mit demselben Messgerät (27) zu verschalten;
- die erste und die dritte Kontaktfläche (6, 8) gleichzeitig mit demselben Messgerät (27) zu verschalten; und/oder
- die zweite und die dritte Kontaktfläche (7, 8) gleichzeitig mit demselben Messgerät (27) zu verschalten.
17. Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Schaltmatrix (26) dazu eingerichtet ist, die drei Kontaktflächen (6, 7, 8) jeweils einer der Prüfeinheiten (4) unterschiedlich zu verschalten, so dass Messungen mittels des wenigstens einen Messgeräts (27) in unterschiedlichen elektrischen Schaltungen durchführbar sind.
18. Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Messgerät (27) zum Messen des Realteils und/oder des Imaginärteils der Impedanz, beispielsweise der elektrischen Kapazität und/oder des ohmschen Widerstandes, und/oder zum Durchführen einer Durchschlagsmessung eingerichtet ist.
19. Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- in einem Verfahrensschritt a) zur Bildung der Kontaktflächen (6, 7, 8) Metallbleche mit einem Übermaß bereitgestellt werden;
- in einem Verfahrensschritt b) die Metallbleche mittels der Träger (9) an der Fördereinrichtung (3) befestigt werden; wobei
- in einem Verfahrensschritt c) die mittels des Trägers (9) an der Fördereinrichtung (3) befestigten Metallbleche durch ein spanendes Werkzeug bearbeitet werden. Prüfverfahren zum Prüfen von flächigen Elementen (2), die zur Bildung eines Zellstapels für die Energiezellen produzierende Industrie vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die flächigen Elemente (2) unter Verwendung einer Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 geprüft werden, wobei die zu prüfenden flächigen Elemente (2) jeweils an den Kontaktflächen (6, 7, 8) einer der Prüfeinheiten (4) anliegen.
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