Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung einer Oberfläche mindestens eines Gegenstands, insbesondere einer Elektrode.

STAND DER TECHNIK

Elektroden sind an sich bekannt und werden beispielsweise in Membran- Elektroden-Einheiten für Brennstoffzellen eingesetzt. Derartige Membran- Elektrodeneinheiten umfassen in der Regel zwei Elektroden, die durch eine geeignete Membran, die als Elektrolyt fungiert, voneinander getrennt werden. Die Leistungsfähigkeit solcher Membran-Elektrodeneinheiten wird u. a. durch die Kontaktfläche zwischen den Elektroden und der Membran bestimmt.

Bei der Herstellung der Membran-Elektrodeneinheiten muss daher insbesondere darauf geachtet werden, dass die Elektroden und die Membran möglichst genau flächig übereinander liegen, um eine möglichst große Kontaktfläche zu erreichen. Bereiche der Elektroden und/oder der Membran ohne Kontakt werden ggf. entfernt, um den Platzbedarf der Membranelektroden-Einheit nach Möglichkeit zu minimieren.

Die Automatisierung der Herstellung solcher Membranelektroden-Einheiten ist daher eine besondere Herausforderung. Einerseits soll sie eine möglichst schnelle, effiziente und reproduzierbare Herstellung der Membran- Elektrodeneinheiten ermöglichen. Andererseits wird eine möglichst preisgünstige Lösung angestrebt, welches letztendlich eine möglichst genaue Platzierung der Elektroden auf der Membran voraussetzt, um die Leistungsfähigkeit der Membran- Elektrodeneinheiten pro eingesetzte Menge an Elektrodenmaterial und Membranmaterial zu maximieren und den Verschnitt an Material ohne Kontaktfläche zu minimieren.

Hier stoßen die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Automatisierung eines solchen Verfahrens an ihre Grenzen. Sie sind zu aufwendig, zu langsam, zu ungenau, für flexible Materialien, wie Elektroden nicht geeignet, zu zeitaufwendig und/oder zu teuer.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Anbetracht dieses Standes der Technik war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Möglichkeiten zur besseren Herstellung von Membran- Elektrodeneinheiten aufzuzeigen. Dabei wurde eine möglichst schnelle, möglichst effektive, möglichst einfache, möglichst reproduzierbare und möglichst preisgünstige Lösung angestrebt.

Gelöst werden diese so wie weitere Aufgaben, die sich aus den einleitend diskutierten Zusammenhängen in naheliegender weise ergeben, durch eine Vorrichtung mit allen Merkmalen des vorliegenden Patentanspruchs 1. Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Vorrichtung werden in den rückbezogenen Unteransprüchen beschrieben. Weiterhin wird ein besonders geeignetes Verfahren zur Ausrichtung einer Oberfläche mindestens eines Gegenstands unter Schutz gestellt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine Vorrichtung zur Ausrichtung einer Oberfläche mindestens eines Gegenstands, die sich in der XY-Ebene erstreckt, umfassend

^■ mindestens eine bewegliche Bodenplatte mit einer sich in der XY-Ebene erstreckenden Oberfläche,

^■ in Z-Richtung oberhalb der Bodenplatte mindestens eine Maske mit mindestens einer Aussparung, wobei sich die Maske und die Aussparung jeweils in der XY-Ebene erstrecken,

^■ mindestens ein Mittel zur Bewegung der Bodenplatte in einer ersten Richtung innerhalb der XY-Ebene, bevorzugt in X-Richtung,

^■ mindestens ein Mittel zur Bewegung der Bodenplatte in einer zweiten Richtung innerhalb der XY-Ebene, die nicht parallel zur ersten Richtung ist, bevorzugt in Y-Richtung. Diese Vorrichtung erlaubt eine äußerst präzise Ausrichtung einer Oberfläche mindestens eines Gegenstands, wie beispielsweise einer Elektrode, in einer vorgegebenen Weise, wobei die Kenntnis der bekannten Ausrichtung des Gegenstands in nachfolgenden Verfahrensschritten in vorteilhafter weise genutzt werden kann.

Die Vorrichtung eignet sich daher insbesondere für die Ausrichtung von Elektroden im Rahmen einer automatisierten Herstellung von Membran- Elektrodeneinheiten.

FIGUREN

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert, ohne dass hierdurch eine Beschränkung des Erfindungsgedankens erfolgen soll.

Es zeigen:

FIG. 1 eine schematische Explosivdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

FIG. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

FIG. 3 bis FIG. 6 eine schematische Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Ausrichtung einer Oberfläche von mehreren Gegenständen, wobei

FIG. 3 die Positionen der auszurichtenden Gegenstände zu Beginn zeigen,

FIG. 4 die Positionen der Gegenstände nach einer ersten Bewegung der Bodenplatte in Y-Richtung zeigen, FIG. 5 die Positionen der Gegenstände nach einer zweiten Bewegung der Bodenplatte in X-Richtung zeigen,

FIG. 6 die Positionen der Gegenstände nach einer dritten Bewegung der Bodenplatte in XY-Richtung zeigen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung einer Oberfläche mindestens eines Gegenstands, wobei sich die auszurichtende Oberfläche in der XY-Ebene erstreckt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet eine „Erstreckung in einer Richtung" eine räumliche Ausdehnung in der genannten Richtung. Eine „Erstreckung in einer Ebene" bezeichnet dementsprechend eine räumliche Ausdehnung in der genannten Ebene.

Die erfindungsgemäßen Angaben beziehen sich in diesem Zusammenhang auf ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem, d. h. ein orthogonales Koordinatensystem, das eine horizontale X-Achse, eine vertikale Y-Achse und eine räumliche Z-Achse umfasst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst

^■ mindestens eine bewegliche Bodenplatte mit einer sich in der XY-Ebene erstreckenden Oberfläche,

^■ in Z-Richtung oberhalb der Bodenplatte mindestens eine Maske mit mindestens einer Aussparung, wobei sich die Maske und die Aussparung jeweils in der XY-Ebene erstrecken,

^■ mindestens ein Mittel zur Bewegung der Bodenplatte in einer ersten Richtung innerhalb der XY-Ebene,

^■ mindestens ein Mittel zur Bewegung der Bodenplatte in einer zweiten Richtung innerhalb der XY-Ebene. Dabei ist die zweite Richtung nicht parallel zur ersten Richtung. Der Winkel zwischen den zugehörigen Richtungsvektoren ist dementsprechend im Bereich von >0° bis kleiner 180°, bevorzugt im Bereich von 60° bis 120°, besonders bevorzugt im Bereich von 75° bis 105°, insbesondere im Bereich von 85° bis 95°.

Die Oberfläche der der Maske zugewandten Seite der Bodenplatte ist vorzugsweise glatt, um einen möglichst flächigen Kontakt des auszurichtenden Gegenstands mit der Bodenplatte zu gewährleisten. „Glatt" heißt in diesem Zusammenhang, dass die Bodenplatte eine möglichst ebene Oberfläche, möglichst ohne Rauigkeiten und/oder Unebenheiten aufweist. Bevorzugt ist die Mittenrauhwert R _a der Oberfläche, gemessen gemäß DIN 4768, kleiner 25 μm, insbesondere kleiner 16 μm.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Bodenplatte aus Aluminium gefertigt. Die Oberfläche der der Maske zugewandten Seite der Bodenplatte weist vorzugsweise einen Mittenrauhwert R _a , gemessen gemäß DIN 4768, kleiner 25 μm, insbesondere kleiner 16 μm auf und ist günstigerweise mit einer Hartbeschichtung anodisiert, bevorzugt mit Teflon.

Die Maske ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Bodenplatte gefertigt, besonders bevorzugt aus Aluminium. Die Oberfläche der der Bodenplatte zugewandten Seite der Maske ist zweckmäßigerweise ebenfalls glatt und weist vorzugsweise einen Mittenrauhwert R ₃ , gemessen gemäß DIN 4768, kleiner 25 μm, insbesondere kleiner 16 μm auf und ist günstigerweise nicht mit einer Hartbeschichtung anodisiert, insbesondere nicht mit Teflon.

Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Z-Richtung unterhalb der Bodenplatte eine unbewegliche Platte angeordnet, um eine feste Position der Vorrichtung zu ermöglichen. Die Bodenplatte dient zur Bewegung des auszurichtenden Gegenstands durch flächige Übertragung der Bewegung der Bodenplatte auf den Gegenstand.

Demgegenüber dient die Maske quasi als Negativ zur Ausrichtung des Gegenstands, indem sie sich während der Bewegung der Bodenplatte nicht bewegt, der auszurichtende Gegenstand sich an ihr stößt und ggf. seine Orientierung (Ausrichtung) entsprechend verändert.

Die Maske umfasst vorzugsweise mindestens eine Aussparung, die an die Form des auszurichtenden Gegenstands in der XY-Ebene angepasst ist. Besonders bevorzugt werden Aussparungen mit 0 bis 10 Ecken, insbesondere kreisförmige, ellipsoide, oder anderweitig geformte Aussparungen mit gekrümmter Umrandung ohne Ecken, dreieckige, viereckige, insbesondere trapezförmige, quadratische oder rechteckige, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige, achteckige, neuneckige, zehneckige Aussparungen. Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Aussparung 3 bis 6 Ecken, insbesondere einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf, wobei sich die erste Seite des Quadrats oder Rechtecks vorzugsweise in X-Richtung erstreckt und wobei sich die zweite Seite des Quadrats oder Rechtecks vorzugsweise in Y-Richtung erstreckt.

Die Größe der Aussparung wird zweckmäßigerweise derart gewählt, dass die Aussparung in der Lage ist, den auszurichtenden Gegenstand komplett aufzunehmen. Sie ist vorzugsweise größer als die maximale Querschnittsfläche des auszurichtenden Gegenstands, jeweils in der XY-Ebene betrachtet.

Besonders bevorzugt ist das Verhältnis der Fläche der Aussparung zur maximalen Querschnittsfläche des auszurichtenden Gegenstands, jeweils in der XY-Ebene betrachtet, im Bereich von >100% bis 10000%, bevorzugt im Bereich von 140% bis 1600%, insbesondere im Bereich von 200% bis 400%. Das Verhältnis der maximalen räumlichen Ausdehnung der Aussparung in der ersten Richtung, bevorzugt in der X-Richtung, zur maximalen Ausdehnung des auszurichtenden Gegenstands in ersten Richtung, bevorzugt in der X-Richtung, liegt günstigerweise im Bereich von >100% bis 1000%, bevorzugt im Bereich von 120% bis 400%, insbesondere im Bereich von 150% bis 200%.

Das Verhältnis der maximalen räumlichen Ausdehnung der Aussparung in der zweiten Richtung, bevorzugt in der Y-Richtung, zur maximalen Ausdehnung des auszurichtenden Gegenstands in der zweiten Richtung, bevorzugt in der Y- Richtung, liegt günstigerweise im Bereich von >100% bis 1000%, bevorzugt im Bereich von 120% bis 400%, insbesondere im Bereich von 150% bis 200%.

Die Mittel zur Bewegung der Bodenplatte unterliegen keinen besonderen Beschränkungen. Sie sollen lediglich eine möglichst gezielte und möglichst gleichmäßige Bewegung der Bodenplatte in der ersten Richtung, bevorzugt der X- Richtung, oder der zweiten Richtung, bevorzugt der Y-Richtung, erlauben. Besonders bewährt haben sich jedoch Mittel, die jeweils eine Stange und einen Antrieb zur Bewegung der Stange umfassen, wobei die Stangen vorzugsweise mit der Bodenplatte verbunden sind, um eine möglichst direkte Übertragung der Bewegung der Stangen auf die Bodenplatte zu ermöglichen. Besonders bevorzugt erstreckt sich die erste Stange in der ersten Richtung, insbesondere in der X- Richtung, und die zweite Stange in der zweiten Richtung, insbesondere in der Y- Richtung.

Weiterhin umfassen die Mittel zur Bewegung der Bodenplatte vorzugsweise eine erste weitere Platte, die sich zweckmäßigerweise in der XY-Ebene erstreckt und die in Z-Richtung unterhalb der Bodenplatte angeordnet und vorzugsweise mit der Bodenplatte über geeignete Befestigungsmittel fest, besonders bevorzugt jedoch lösbar, verbunden ist. Diese erste weitere Platte dient bevorzugt zur Bewegung der Bodenplatte in mindestens einer Richtung in der XY-Ebene, besonders bevorzugt in der ersten Richtung. Sie ist daher zweckmäßigerweise mit mindestens einem Mittel zur Bewegung dieser ersten Platte in mindestens einer Richtung in der XY-Ebene, bevorzugt der ersten Richtung, verbunden.

Unterhalb dieser ersten weiteren Platte ist zweckmäßigerweise eine zweite weitere Platte angeordnet, die sich zweckmäßigerweise ebenfalls in der XY-Ebene erstreckt. Diese zweite weitere Platte dient bevorzugt zur Bewegung der Bodenplatte in mindestens einer Richtung in der XY-Ebene, besonders bevorzugt in der zweiten Richtung. Sie ist daher zweckmäßigerweise mit mindestens einem Mittel zur Bewegung dieser zweiten Platte in mindestens einer Richtung in der XY- Ebene, bevorzugt der zweiten Richtung, verbunden.

Unterhalb der zweiten weiteren Platte ist vorzugsweise eine dritte weitere Platte angeordnet, die sich zweckmäßigerweise ebenfalls in der XY-Ebene erstreckt. Diese dritte weitere Platte dient als Grundplatte für die Mittel zur Bewegung der Bodenplatte in die erste und in die zweite Richtung und soll eine einfache modulare Wartung dieser Mittel ermöglichen.

Die zweite weitere Platte ist vorzugsweise nicht mit der ersten weiteren Platte fest verbunden und die dritte weitere Platte ist vorzugsweise nicht mit der zweiten weiteren Platte fest verbunden, um eine unabhängige Bewegung der ersten und der zweiten weiteren Platte zu ermöglichen. Besonders bevorzugt sind die Kontaktflächen zwischen der ersten weiteren Platte und der zweiten weiteren Platte und/oder zwischen der zweiten weiteren Platte und der dritten weiteren Platte möglichst reibungsfrei ausgelegt, um eine möglichst leichte Bewegung der betreffenden Platten in die entsprechenden Richtungen zu ermöglichen. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang die Verwendung von Kugellagern, die zwischen den betreffenden Platten angeordnet sind.

Weiterhin sind zwischen der ersten weiteren Platte und der zweiten weiteren Platte vorzugsweise Mittel zum Führen der ersten weiteren Platte in der beabsichtigten Bewegungsrichtung, bevorzugt in der ersten Richtung, angeordnet. Zwischen der zweiten weiteren Platte und der dritten weiteren Platte sind vorzugsweise Mittel zum Führen der zweiten weiteren Platte in der beabsichtigten Bewegungsrichtung, bevorzugt in der zweiten Richtung, angeordnet.

Zur Ermittlung und Überprüfung der genauen Position der Bodenplatte in der XY- Ebene umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise geeignete Sensoren.

Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung weiterhin einen Rahmen mit einer Aussparung, wobei die Bodenplatte und/oder die Maske innerhalb dieser Aussparung angeordnet sind. Der Rahmen dient dazu, die räumliche Anordnung der Bodenplatte und/oder der Maske in Z-Richtung möglichst konstant zu halten. Daher ist die Maske vorzugsweise mit dem Rahmen verbunden. Auch die Verwendung von mehreren ineinander greifenden Rahmen ist in diesem Zusammenhang denkbar.

Zweckmäßigerweise umfasst der Rahmen auf seiner Außenseite Mittel zum Führen mindestens eines Antriebs entlang der Außenseite des Rahmens, um so eine möglichst konstante Position des Antriebs in Z-Richtung zu gewährleisten. Besonders bewährt haben sich in diesem Zusammenhang Spalte, die sich in der ersten und/oder in der zweiten Richtung, insbesondere in X- und/oder Y-Richtung, erstrecken und die den Antrieb zumindest teilweise aufnehmen.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Dicke des auszurichtenden Gegenstands prinzipiell frei gewählt werden. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise hat sich jedoch für Gegenstände mit einer maximalen Ausdehnung in Z-Richtung im Bereich von 10 μm bis 1 cm, bevorzugt im Bereich von 50 μm bis 1 mm, insbesondere im Bereich von 100 μm bis 500 μm, besonders bewährt.

Der Abstand zwischen der Bodenplatte und der Maske in Z-Richtung sollte möglichst klein gehalten werden, um eine möglichst gleichmäßige Ausrichtung des Gegenstands zu erreichen und ein Einklemmen des Gegenstands im Spalt zwischen der Bodenplatte und der Maske nach Möglichkeit zu vermeiden. Besonders bevorzugt beträgt dieser Abstand zwischen 0% und 90%, insbesondere zwischen 1 % und 50%, der maximalen Ausdehnung des auszurichtenden Gegenstands in Z-Richtung.

Die Kontaktfläche zwischen dem auszurichtenden. Gegenstand und der Maske ist vorzugsweise möglichst groß, um eine gleichmäßige Kraftübertragung zu erreichen. Bevorzugt beträgt diese Kontaktfläche mindestens 10%, besonders bevorzugt mindestens 25%, insbesondere mindestens 50%, der Fläche des auszurichtenden Gegenstands, jeweils senkrecht zur aktuellen Bewegungsrichtung betrachtet.

Schließlich umfasst die Vorrichtung weiterhin vorzugsweise Mittel zum Entnehmen des ausgerichteten Gegenstands. Dies ermöglicht eine automatisierte Entnahme eines ausgerichteten Gegenstands, dessen dreidimensionale Position und Ausrichtung genau bekannt ist.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in FIG. 1 und FIG. 2 dargestellt.

Sie umfassen

^■ eine bewegliche Bodenplatte (1) mit einer sich in der XY-Ebene erstreckenden Oberfläche,

^■ in Z-Richtung oberhalb der Bodenplatte eine Maske (3) mit zwei (FIG. 1) oder drei Reihen mit je drei (FIG. 2) Aussparungen (5), wobei sich die Maske (3) und die Aussparungen (5) jeweils in der XY-Ebene erstrecken und wobei die Anzahl der Aussparungen nur exemplarisch zu verstehen ist,

^■ Mittel (25) zur Bewegung der Bodenplatte in Y-Richtung,

^■ Mittel (27) zur Bewegung der Bodenplatte in X-Richtung. Die Oberfläche der der Maske zugewandten Seite der Bodenplatte (1) ist glatt und weist bevorzugt eine die Mittenrauhwert R ₃ der Oberfläche, gemessen gemäß DIN 4768, kleiner 25 μm, insbesondere kleiner 16 μm, auf.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Bodenplatte (1) aus Aluminium gefertigt. Die Oberfläche der der Maske zugewandten Seite der Bodenplatte (1) weist vorzugsweise einen Mittenrauhwert R _a , gemessen gemäß DIN 4768, kleiner 25 μm, insbesondere kleiner 16 μm, auf und ist günstigerweise mit einer Hartbeschichtung anodisiert, bevorzugt mit Teflon.

Die Maske (3) ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Bodenplatte (1) gefertigt, besonders bevorzugt aus Aluminium. Die Oberfläche der der Bodenplatte (1) zugewandten Seite der Maske (3) ist zweckmäßigerweise ebenfalls glatt und weist vorzugsweise einen Mittenrauhwert R ₃ , gemessen gemäß DIN 4768, kleiner 25 μm, insbesondere kleiner 16 μm, auf und ist günstigerweise nicht mit einer Hartbeschichtung anodisiert, insbesondere nicht mit Teflon.

Die Aussparungen (5) weisen jeweils eine quadratische oder rechteckige Form auf, wobei sich die erste Seite des Quadrats oder Rechtecks in X-Richtung erstreckt und wobei sich die zweite Seite des Quadrats oder Rechtecks in Y- Richtung erstreckt.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Rahmen (FIG. 1 ; 7) oder zwei ineinander greifende Rahmen (FIG. 2; 7, 8) mit einer Aussparung, wobei die Maske (3) innerhalb dieser Aussparung angeordnet sind. Der Rahmen (7, 8) dient dazu, die räumliche Anordnung der Maske (3) in Z-Richtung möglichst konstant zu halten und ist daher über Befestigungsmittel (37) mit der Maske (3) verbunden.

Die Mittel (15) zur Bewegung der Bodenplatte (1) umfassen eine erste weitere Platte (17), eine zweite weitere Platte (19) und eine dritte weitere Platte (21), die sich jeweils in der XY-Ebene erstrecken. Dabei ist die erste Platte (17) in Z- Richtung unterhalb der Bodenplatte (1) angeordnet und mit der Bodenplatte (1) über geeignete Befestigungsmittel (13) fest, jedoch lösbar, verbunden. Diese erste weitere Platte (17) dient zur Bewegung der Bodenplatte in der Y-Richtung. Sie ist daher mit einem Mittel zur Bewegung dieser Platte in Y-Richtung (25) verbunden.

Unterhalb der ersten weiteren Platte (17) ist die zweite weitere Platte (19) angeordnet. Sie dient zur Bewegung der Bodenplatte (1) in X- Richtung. Sie ist daher mit einem Mittel zur Bewegung dieser zweiten Platte (19) in X-Richtung (27) verbunden.

Unterhalb der zweiten weiteren Platte (19) ist eine dritte weitere Platte (21) angeordnet. Sie dient als Grundplatte für die Mittel zur Bewegung der Bodenplatte in die erste und in die zweite Richtung (15) und soll eine einfache modulare Wartung dieser Mittel ermöglichen. Über eine Öffnung (23) in der ersten weiteren Platte (17) ist das Innenleben der Mittel (15) zugänglich.

Die zweite weitere Platte (19) ist nicht mit der ersten weiteren Platte (17) fest verbunden und die dritte weitere Platte (21) ist nicht mit der zweiten weiteren Platte (19) fest verbunden, um eine unabhängige Bewegung der ersten und der zweiten weiteren Platte (17, 19) zu ermöglichen. Die Kontaktflächen zwischen der ersten weiteren Platte (17) und der zweiten weiteren Platte (19) sowie zwischen der zweiten weiteren Platte (19) und der dritten weiteren Platte (21) sind reibungsfrei ausgelegt, um eine möglichst leichte Bewegung der betreffenden Platten (17, 19) in die entsprechenden Richtungen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sind Kugellager (29) zwischen den betreffenden Platten (17, 19, 21) angeordnet.

Weiterhin sind zwischen der ersten weiteren Platte (17) und der zweiten weiteren Platte (19) Mittel zum Führen der ersten weiteren Platte (17) in Y-Richtung angeordnet (nicht dargestellt). Zwischen der zweiten weiteren Platte (19) und der dritten weiteren Platte (21) sind Mittel zum Führen der zweiten weiteren Platte (19) in X-Richtung angeordnet (nicht dargestellt).

Zur Ermittlung und Überprüfung der genauen Position der Bodenplatte (1) in der XY-Ebene umfasst die Vorrichtung geeignete Sensoren (33, 35).

Die Vorrichtung wird mittels geeigneter Stützen (9) auf einer weiteren Grundplatte (11) montiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Ausrichtung einer Oberfläche mindestens eines Gegenstands, die sich in der XY-Ebene erstreckt. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mehrere Gegenstände gleichzeitig ausgerichtet.

Besonders günstig ist eine Vorgehensweise, bei welcher man

(1) eine erfindungsgemäße Vorrichtung einsetzt, bei welcher der Abstand zwischen der Bodenplatte und der Maske in Z-Richtung kleiner als die räumliche Ausdehnung des Gegenstands in Z-Richtung ist,

(2) den Gegenstand im Bereich der Aussparung in der Maske auf die Bodenplatte legt,

(3) die Bodenplatte zunächst in der ersten Richtung bewegt,

(4) die Bodenplatte anschließend in der zweiten Richtung bewegt,

(5) die Bodenplatte dann in einer dritten Richtung innerhalb der XY-Ebene bewegt, die zwischen der ersten und der zweiten Richtung liegt.

Die dritte Richtung ist somit weder zur ersten Richtung noch zur zweiten Richtung parallel. Der Winkel zwischen dem ersten Richtungsvektor und dem dritten Richtungsvektor ist dementsprechend im Bereich von >0° bis kleiner 180°, bevorzugt im Bereich von 15° bis 75°, besonders bevorzugt im Bereich von 30° bis 60°, insbesondere im Bereich von 40° bis 50°. Der Winkel zwischen dem zweiten Richtungsvektor und dem dritten Richtungsvektor ist im Bereich von >0° bis kleiner 180°, bevorzugt im Bereich von 15° bis 75°, besonders bevorzugt im Bereich von 30° bis 60°, insbesondere im Bereich von 40° bis 50°.

Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung bewegt man die Bodenplatte

(3) zunächst in X-Richtung,

(4) anschließend in Y-Richtung,

(5) dann in XY-Richtung.

Dabei ist die Reihenfolge der Schritte (3) und (4) austauschbar.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise eignet sich insbesondere für die Ausrichtung von Oberflächen, die ähnlich zur Form der Aussparung sind, jeweils in der XY-Ebene betrachtet. „Ähnlich" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die auszurichtende Oberfläche und die Aussparung durch eine Ähnlichkeitsabbildung, das heißt eine geometrische Abbildung, die sich aus zentrischen Streckungen und Kongruenzabbildungen - Verschiebung, Drehung, Spiegelung - zusammensetzen lässt, ineinander überführt werden können.

Besonders bewährt hat sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Ausrichtung einer quadratischen oder rechteckigen Oberfläche eines Gegenstands, wobei sich die erste Seite des Quadrats oder Rechtecks vorzugsweise in X-Richtung erstreckt und wobei sich die zweite Seite des Quadrats oder Rechtecks vorzugsweise in Y-Richtung erstreckt.

Weiterhin verwendet man günstigerweise eine Maske mit mindestens einer vorzugsweise quadratischen oder rechteckigen Aussparung, bei welcher die Aussparung größer als die auszurichtende Oberfläche ist.

Die Ausrichtung des auszurichtenden Gegenstands zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens kann prinzipiell frei gewählt werden. Bevorzugt erfolgt jedoch die erste Bewegung der Bodenplatte in der Richtung, in welcher die Kontaktfläche des auszurichtenden Gegenstandes und der Maske am größten ist.

Die Bodenplatte wird zweckmäßigerweise in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und/oder der dritten Richtung, bevorzugt in X-, Y- und/oder XY-Richtung, um 150 % bis 200% des maximalen Abstands des Gegenstands von der Maske in der jeweiligen Richtung bewegt. Besonders bevorzugt wird die Bodenplatte in jedem der Verfahrensschritte (3) bis (5) um 150 % bis 200% des maximalen Abstands des Gegenstands von der Maske in der jeweiligen Richtung bewegt.

Die Geschwindigkeit der Bewegung der Bodenplatte wird vorzugsweise derart gewählt, dass der auszurichtende Gegenstand durch die Bewegung weder verformt, noch deformiert, noch beschädigt, wird.

Weiterhin wählt man vorzugsweise eine Maske, deren Dicke in Z-Richtung ausreicht, um ein Verbiegen oder Spaltänderungen zu vermeiden. Bevorzugte Dicken in Z-Richtung liegen im Bereich von 3 mm bis 24 mm.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine äußerst präzise dreidimensionale Ausrichtung und Positionierung eines Gegenstands, wie beispielsweise einer Elektrode, in einer vorgegebenen Weise, wobei die Kenntnis der bekannten Ausrichtung des Gegenstands in nachfolgenden Verfahrensschritten in vorteilhafter weise genutzt werden kann. So kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dazu genutzt werden, den ausgerichteten Gegenstand in einem automatisierten Verfahren in genau vorgegebener Weise auf einen anderen Gegenstand zu positionieren.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise eignet sich daher insbesondere für die Ausrichtung von Elektroden im Rahmen einer automatisierten Herstellung von Membran-Elektrodeneinheiten. Der Aufbau derartiger Membran- Elektrodeneinheiten wird beispielsweise in WO 07/028626 beschrieben. Eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den FIG. 3 bis FIG. 6 schematisch gezeigt, wobei

FIG. 3 die Positionen der auszurichtenden Gegenstände zu Beginn zeigen,

FIG. 4 die Positionen der Gegenstände nach der ersten Bewegung der Bodenplatte in Y-Richtung zeigen,

FIG. 5 die Positionen der Gegenstände nach der zweiten Bewegung der Bodenplatte in X-Richtung zeigen,

FIG. 6 die Positionen der Gegenstände nach der dritten Bewegung der Bodenplatte in XY-Richtung zeigen.

Die auszurichtenden Gegenstände werden dabei mit dem Bezugszeichen (39) gekennzeichnet. Die Aussparungen in der Maske (3) werden mit dem Bezugszeichen (5) gekennzeichnet.

Im vorliegenden Fall umfasst die Maske (3) drei Reihen mit je drei rechteckigen Aussparungen (5), die größer als die auszurichtenden rechteckigen Gegenstände (39) sind.

Zu Beginn sind die auszurichtenden Gegenstände (39) mehr oder weniger zufällig in den Aussparungen angeordnet. Die Abstände der Gegenstände (39) zu den jeweiligen Kanten der Aussparungen (5) variieren stark.

Nach der ersten Bewegung der Bodenplatte (1) in Y-Richtung sind die Gegenstände (39) im unteren Teil der Aussparungen (5) angeordnet und berühren die unteren Kanten der Aussparungen (5). Allerdings berühren nicht alle unteren Kanten der Gegenstände (39) die untere Kante der Aussparungen (5) über die ganze Länge. In manchen Fällen sind die Gegenstände (39) vielmehr leicht gedreht und zumindest auf einer Seite ist ein Spalt zwischen der unteren Kante der Gegenstände (39) und der unteren Kante der Aussparungen (5) zu beobachten.

Nach der zweiten Bewegung der Bodenplatte in X-Richtung sind die Gegenstände (39) im rechten unteren Teil der Aussparungen (5) angeordnet und berühren sowohl die rechten Kanten der Aussparungen (5) als auch die unteren Kanten der Aussparungen (5). Allerdings berühren nicht alle unteren Kanten der Gegenstände (39) die untere Kante der Aussparungen (5) über die ganze Länge. Weiterhin berühren nicht alle rechten Kanten der Gegenstände (39) die rechte Kante der Aussparungen (5) über die ganze Länge. In manchen Fällen sind die Gegenstände (39) vielmehr leicht gedreht und zumindest auf einer Seite ist ein Spalt (41) zwischen der rechten Kante der Gegenstände und der rechten Kante der Aussparungen (5) und/oder zwischen der unteren Kante der Gegenstände und der unteren Kante der Aussparungen (5) zu beobachten.

Nach der dritten Bewegung der Bodenplatte in XY-Richtung sind die Gegenstände (39) im rechten unteren Teil der Aussparungen (5) angeordnet und berühren sowohl die rechte Wand der Aussparungen (5) als auch die untere Wand der Aussparungen (5). Dabei berühren alle rechten Kanten der Gegenstände (39) die rechte Kante der Aussparungen (5) über die ganze Länge und alle unteren Kanten der Gegenstände (23) berühren die untere Kante der Aussparungen (5) über die ganze Länge. Leicht gedrehte Gegenstände sind nicht mehr zu erkennen.