Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit mehreren Bipolarplatten, ein die Vorrichtung enthaltendes System sowie ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit mehreren Bipolarplatten.

Brennstoffzellen ermöglichen, chemische Energie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes direkt in elektrische Energie umzuwandeln, und eignen sich daher ins besondere zur effizienten Stromerzeugung in modernen Verkehrsmitteln wie Kraft fahrzeugen oder Flugzeugen. Sie umfassen im Allgemeinen eine Anode, eine Kathode sowie einen zwischen Anode und Kathode angeordneten namensgebenden Elektrolyten und können zu Brennstoffzellenstapeln (auch als Brennstoffzellenstacks bezeichnet) zusammengesetzt werden. Ein Polymerelektrolyt- (PEM-) Brennstoffzel lenstapel weist beispielsweise zwei Endplatten und mehrere Bipolarplatten zwischen den Endplatten auf, wobei die Bipolarplatten wiederum durch Membran-Elektroden- Einheiten (sog. MEAs) getrennt sind. Die Bipolarplatten bilden hierbei grundsätzlich jeweils die Anode einer Brennstoffzelle des Stapels sowie die Kathode einer angren zenden Brennstoffzelle des Stapels und sind mit einem üblicherweise meanderförmi- gen Fluidkanal für den Brennstoff bzw. das Oxidationsmittel versehen. Die Membran- Elektroden-Einheiten bestehen jeweils im Allgemeinen aus einer protonenleitenden Membran und beiderseits der Membran angeordneten Elektroden, die in der Regel jeweils eine katalytische Schicht und eine poröse Gasdiffusionsschicht aufweisen.

Zur Überwachung der elektrischen Potentiale der Brennstoffzellen und darauf basie renden Steuerung der elektrochemischen Prozesse ist es aus dem Stand der Tech nik bekannt, die Bipolarplatten elektrisch zu kontaktieren. Beispielsweise beschreibt das Dokument EP 1 001 666 A2 eine Kontaktierungsvorrichtung für einen Brenn stoffzellenstapel, die eine Trägerschicht und mehrere elektrisch leitfähige Bereiche aufweist, wobei auf der Trägerschicht insbesondere elektrisch leitfähige Schichten und die elektrisch leitfähigen Schichten trennende Schichten aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sind. Die elektrisch leitfähigen Schichten stehen in physischem und elektrischem Kontakt mit einer Kante einer elektrisch leitfähigen, Brennstoff verteilenden Trennplatte der Brennstoffzellen.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor richtung zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit mehre ren Bipolarplatten bereitzustellen, mit der Kontaktierungsabschnitte der Bipolarplatten schnell, einfach und dennoch präzise kontaktiert werden können. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes System sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein System gemäß Patentanspruch 14 sowie ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.

Die Vorrichtung ist zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung vorgesehen, die mehrere Bipolarplatten mit jeweils einem Kontaktierungsabschnitt aufweist, und sie umfasst mehrere Steckerelemente, ein Gehäuse für die Stecker elemente sowie ein separates Positionierungsteil. Die Steckerelemente sind jeweils zur elektrischen Verbindung mit jeweils einem Kontaktierungsabschnitt einer der Bipolarplatten eingerichtet. Das Gehäuse weist einen ersten Führungsabschnitt auf und ist dazu eingerichtet, die Steckerelemente zumindest abschnittsweise aufzu nehmen. Das separate Positionierungsteil umfasst einen Halteabschnitt, der dazu ausgebildet ist, jeden der Kontaktierungsabschnitte an einer für ihn vorbestimmten Position relativ zum Positionierungsteil zu halten, und einen zweiten Führungsab schnitt, der dazu eingerichtet ist, das Gehäuse durch Wechselwirkung mit dem ersten Führungsabschnitt aus einer ersten Position in Richtung des Halteabschnitts in eine zweite Position zu führen. In der ersten Position sind die zumindest abschnittsweise im Gehäuse aufgenommenen Steckerelemente von den mittels des Halteabschnitts gehaltenen Kontaktierungsabschnitten beabstandet und in der zweiten Position kon taktieren die zumindest abschnittsweise im Gehäuse aufgenommenen Steckerele mente die mittels des Halteabschnitts gehaltenen Kontaktierungsabschnitte (vorzugsweise elektrisch und physisch). Bei der Brennstoffzellenanordnung kann es sich insbesondere um einen Teil eines Brennstoffzellenstapels handeln. Die Bipolarplatten können mehrere plattenförmige Abschnitte (beispielsweise Anode/Kathode benachbarter Einheitszellen) umfassen, die stromleitend miteinander verbunden sind und somit auf dem gleichen Potenzial liegen. Insbesondere können die Bipolarplatten die Einheitszellen der Brennstoffzel lenanordnung begrenzen. Der Kontaktierungsabschnitt ist vorzugsweise als Lasche in einem Randbereich der jeweiligen Bipolarplatte ausgebildet. Bei dem Gehäuse für die Steckerelemente und dem separaten Positionierungsteil handelt es sich vor zugsweise jeweils um Formteile, insbesondere Kunststoff-Formteile. Sie können einstückig, insbesondere monolithisch (fügestellenfrei), ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Gehäuse und/oder das separate Positionierungsteil jeweils aus einem isolie renden Material, insbesondere einem Kunststoff, hergestellt.

Separat kann im vorliegenden Kontext bedeuten, dass das Positionierungsteil als vom Gehäuse eigenständiger Körper ausgebildet ist. Insbesondere kann das Gehäu se als ein Kunststoff-Gussteil und das Positionierungsteil als ein anderes Kunststoff- Gussteil ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Positionierungsteil kraftschlüssig mit dem Gehäuse verbindbar und/oder reversibel zerstörungsfrei davon lösbar. Das Gehäuse kann vorzugsweise in eine am Positionierungsteil ausgebildete Aufnahme eingesteckt werden und/oder (insbesondere reversibel) aus der Aufnahme entfernt werden. Wenn sich das Gehäuse in seinem vom Positionierungsteil gelösten Zustand befindet, kann das Gehäuse frei relativ zum Positionierungsteil oder auf dem Positio nierungsteil gleitend axial verlagerbar sein. Wenn das Positionierungsteil kraftschlüs sig mit dem Gehäuse verbunden ist, kann das Gehäuse in der Aufnahme eingespannt sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt vorteilhafterweise, die Bipolarplatten, insbesondere die Kontaktierungsabschnitte der Bipolarplatten, schnell, effizient und genau zu kontaktieren. Insbesondere kann das separate Positionierungsteil einfach auf die Bipolarplatten im Bereich der Kontaktierungsabschnitte aufgesteckt werden, um diese in der jeweils vorbestimmten Position am Positionierungsteil zu halten. Diese kontrollierte Vorpositionierung der Kontaktierungsabschnitte bietet den zusätz- liehen Vorteil, dass Fertigungstoleranzen betreffend die Position der Bipolarplatten leicht ausgeglichen werden können, um den eigentlichen Kontaktierungsschritt, also das Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen den Steckerelementen und den Kontaktierungsabschnitten, praktisch auf Anhieb ohne signifikante manuelle Korrek turen durchführen zu können.

Die Brennstoffzellenanordnung kann somit nicht nur schneller und einfacher herge stellt werden, sondern aufgrund der synergistischen Wechselwirkung zwischen den Bauteilen der Vorrichtung, nämlich den Steckerelementen, dem Gehäuse und dem separaten Positionierungsteil, wesentlich präziser. Folglich wird das Risiko für nach träglich erforderliche Korrekturen von Fehlkontaktierungen, insbesondere Doppelbe legungen eines Steckerelements mit Kontaktierungsabschnitten benachbarter Bipolarplatten, auf synergetische Art und Weise erheblich reduziert. Selbiges gilt für das Beschädigungsrisiko der Bipolarplatten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit sogar eine maschinelle Bestückung der Brennstoffzellenanordnung mit den Steckerelementen ermöglichen. Gleichzeitig lassen sich die Abstände zwischen den Bipolarplatten reduzieren, um Bauraum einzusparen.

Die Steckerelemente sind vorzugsweise mit Klemmen ausgebildet, die jeweils einen der Kontaktierungsabschnitte an seinem Randabschnitt einklemmen können, wenn die Steckerelemente in dem Gehäuse aufgenommen sind und das Gehäuse in der zweiten Position angeordnet ist. Die Klemmen können schnabelförmig ausgebildet sein. Insbesondere können die Steckerelemente/Klemmen mit mindestens zwei vorzugsweise elastischen Klemmschenkeln ausgebildet sein, die parallel zum Kon taktierungsabschnitt der Bipolarplatte ausgerichtet sein können, wenn sie den jewei ligen Kontaktierungsabschnitt einklemmen, während sich das Gehäuse in der zweiten Position befindet. Wenn die Steckerelemente auf die Kontaktierungsab schnitte aufgesteckt werden, werden erstere somit (nur leicht) elastisch aufgebogen und die Kontaktierungsabschnitte gelangen jeweils mit ihnen in Eingriff. Der Kontakt zwischen den Steckerelementen und den Kontaktierungsabschnitten die Brennstoff zellenanordnung kann somit reversibel sein, sodass die Vorrichtung von der Brenn stoffzellenanordnung entfernt werden kann, um letztere beispielsweise nachträglich auf Fehler zu untersuchen. Darüber hinaus können die Steckerelemente an deren den Klemmschenkeln entge gengesetzten Seiten jeweils einen Verbindungsabschnitt für eine elektrische Leitung aufweisen. Die Verbindungsabschnitte können zum Crimpen oder Anlöten der elektrischen Leitung ausgebildet sein und auf der dem Positionierungsteil entgegen gesetzten Seite des Gehäuses angeordnet sein, wenn sich das Gehäuse in seiner zweiten Position befindet. Insbesondere können die Verbindungsabschnitte auf die ser Seite über das Gehäuse hinausragen, um die elektrische Leitung vergleichsweise einfach mit dem jeweiligen Steckerelement verbinden zu können, wenn das jeweilige Steckerelement mit dem Gehäuse in Eingriff steht.

Das Gehäuse ist bevorzugt mit Aussparungen, insbesondere Durchgangsöffnungen, versehen, die jeweils zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme eines der Ste ckerelemente ausgebildet sind. Wenn das jeweilige Steckerelement abschnittsweise in der Durchgangsöffnung aufgenommen ist, kann es an einem oder beiden Enden der Durchgangsöffnung über das Gehäuse hinausragen. Die Durchgangsöffnungen weisen vorzugsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und kön nen so bemessen sein, dass jeweils eines der Steckerelemente in eine Durchgangs öffnung passt. Zur formschlüssigen oder kraftschlüssigen, insbesondere einrastenden, Verbindung der Steckerelemente mit dem Gehäuse kann vorgesehen sein, dass die Steckerelemente jeweils mit einem ersten Rastabschnitt und die Aus sparungen/Durchgangsöffnungen jeweils mit einem zweiten Rastabschnitt versehen sind. Der erste Rastabschnitt kann eine Rastnase oder eine Rastlasche umfassen und der zweite Rastabschnitt kann eine Nut oder Vertiefung umfassen. Umgekehrt kann der erste Rastabschnitt eine Nut oder Vertiefung und der zweite Rastabschnitt eine Rastnase oder eine Rastlasche umfassen.

In einer Variante sind mehrere der Steckerelemente beziehungsweise der Durch gangsöffnungen im Gehäuse gruppiert entlang mehrerer parallel zueinander verlau fender Ebenen angeordnet. Mit anderen Worten, eine erste Gruppe der Durchgangsöffnungen ist entlang einer die Längsachsen der Durchgangsöffnungen der ersten Gruppe enthaltenden ersten Längsschnittsebene und eine zweite Gruppe der Durchgangsöffnungen ist entlang einer die Längsachsen der Durchgangsöffnun- gen der zweiten Gruppe enthaltenden zweiten Längsschnittsebene im Gehäuse angeordnet. Die erste und zweite Längsschnittsebene verlaufen also insbesondere senkrecht zu den Kontaktierungsabschnitten, wenn der Halteabschnitt die Kontaktie rungsabschnitte hält und das Gehäuse sich in der zweiten Position befindet. Die durch die Längsachsen der Aussparungen/Durchgangsöffnungen oder der darin aufgenommenen Steckerelemente vorgegebene Richtung ist im Folgenden auch als axial bezeichnet.

Im Querschnitt senkrecht zu den Längsschnittsebenen sind die Durchgangsöffnun gen der ersten Gruppe relativ zu den Durchgangsöffnungen der zweiten Gruppe vorteilhafterweise lateral versetzt. Die Abstände zwischen den Durchgangsöffnungen (sogenannter Pitch) sind in den beiden Längsschnittsebenen vorzugsweise im We sentlichen gleich. Die Kontaktierungsabschnitte der Bipolarplatten können somit auf verschiedenen Niveaus relativ zum ersten oder zweiten Führungsabschnitt kontak tiert sein, wenn sich das Gehäuse in der zweiten Position befindet. Auf diese Weise können Brennstoffzellenanordnungen mit noch geringerem Abstand zwischen den Kontaktierungsabschnitten einfach und effizient kontaktiert werden. Im Umkehr- schluss kann die Brennstoffzellenanordnung / der Brennstoffzellenstapel bei einfa cher Kontaktierung noch kompakter gebaut werden.

Es wurde gesagt, dass der Halteabschnitt dazu ausgebildet ist, jeden der Kontaktie rungsabschnitte an einer für ihn vorbestimmten Position relativ zum Positionie rungsteil zu halten. Der Begriff „halten“ kann dabei bedeuten, eine Relativbewegung zwischen dem Halteabschnitt und den Kontaktierungsabschnitten (zumindest in einer Richtung quer zu den Hauptflächen der Bipolarplatten; transversal) zu begrenzen.

Die Kontaktierungsabschnitte können mit dem Halteabschnitt in Eingriff stehen. Ins besondere kann der (also ein und derselbe) Halteabschnitt dazu eingerichtet sein, die (mehreren) Kontaktierungsabschnitte zumindest abschnittsweise aufzunehmen und/oder einzuspannen. Dabei können die Kontaktierungsabschnitte den Halteab schnitt zumindest bereichsweise (insbesondere direkt) kontaktieren. Der Halteab schnitt kann in einer Variante dazu eingerichtet sein, jeden der Kontaktierungsabschnitte an der vorbestimmten Position zu fixieren. Außerdem ist der Halteabschnitt vorzugsweise dazu eingerichtet, die Position der Kontaktierungs- abschnitte bei Ineingriffbringen der Kontaktierungsabschnitte mit dem Halteabschnitt relativ zu dem Positionierungsteil, optional auch relativ zu dem sich in der zweiten Position befindenden Gehäuse, festzulegen. Das Festlegen kann insbesondere der art erfolgen, dass sich die Kontaktierungsabschnitte in vorbestimmten Bereichen des Positionierungsteils befinden. Um die Kontaktierungsabschnitte für die Kontaktierung durch die am Gehäuse aufgenommenen Steckerelemente vorzupositionieren, kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Halteabschnitt mehrere Schlitze aufweist, von denen jeder einem der Kontaktierungsabschnitte zugeordnet ist. Der Pitch (Mit tenabstand) der Schlitze entspricht somit im Wesentlichen (abgesehen von Ferti gungstoleranzen) dem über die Brennstoffzellenanordnung gemittelten Pitch der Kontaktierungsabschnitte.

Die Schlitze sind vorzugsweise auf einer dem Gehäuse entgegengesetzten Seite des Halteabschnitts ausgebildet und sind vorzugsweise axial/parallel relativ zu den Ste ckerelementen ausgerichtet. Genauer gesagt verläuft jeder Schlitz bevorzugt entlang der Längsachse eines zugehörigen, zumindest abschnittsweise im Gehäuse aufge nommenen Steckerelements, wenn sich das Gehäuse in seiner zweiten Position befindet. Die Schlitze können sich ferner ausgehend von einem dem Gehäuse in der zweiten Position abgewandten Ende in das Positionierungsteil hinein verjüngen, um die Ausrichtung der Kontaktierungsabschnitte für die Kontaktierung durch die Ste ckerelemente zu unterstützen.

In einer Variante werden die Kontaktierungsabschnitte mittels des Halteabschnitts fixiert. Insbesondere können die Kontaktierungsabschnitte abschnittsweise form schlüssig in den Schlitzen aufgenommen werden oder gar kraftschlüssig in den Schlitzen eingespannt werden. Entlang der Längsachsen der Steckerelemente, kön nen weitere Öffnungen im Positionierungsteil ausgebildet sein, die sich bevorzugt von einer dem Gehäuse in seiner zweiten Position zugewandten Oberfläche in Rich tung des Halteabschnitts in das Positionierungsteil hinein bis zu den Schlitzen erstre cken. Diese Öffnungen können insbesondere eine Verbindung für die Steckerelemente zwischen den Durchgangsöffnungen und den Schlitzen bilden. Wenn sich das Gehäuse in seiner ersten Position relativ zum Positionierungsteil befindet, ist es in allen Raumrichtungen frei beweglich oder allenfalls formschlüssig durch Wechselwirkung zwischen dem ersten und dem zweiten Führungsabschnitt mit dem Positionierungsteil verbunden. Formschlüssig kann hier insbesondere eine Einschränkung der Beweglichkeit in transversaler Richtung, also quer zu den Längs achsen der Steckerelemente/Durchgangsöffnungen, bedeuten. Wenn sich das Ge häuse hingegen in seiner zweiten Position befindet, ist es vorzugsweise kraftschlüssig mit dem Positionierungsteil verbunden. Hierbei kann sich das Gehäuse insbesondere an einer dem Halteabschnitt entgegengesetzten Oberfläche des sepa raten Positionierungsteils abstützen.

Um das Gehäuse, vorzugsweise mit den darin bereits abschnittsweise aufgenomme nen Steckerelementen, ausgehend von seiner ersten Position besonders präzise und leicht in seine zweite Position zu führen, kann der zweite Führungsabschnitt eine Schiene und der erste Führungsabschnitt einen mit der Schiene in Eingriff bringba ren, vorzugsweise fest mit dem Gehäuse verbundenen, höchstvorzugsweise einstü ckig mit dem Gehäuse ausgebildeten, Gleiter aufweisen. Alternativ kann der zweite Führungsabschnitt den Gleiter und der erste Führungsabschnitt die Schiene umfas sen. Die Schiene ist vorzugsweise axial ausgerichtet, d.h. , sie verläuft vorzugsweise parallel zu den Längsachsen der Durchgangsöffnungen und/oder Schlitze. Wenn sich der Gleiter in der ersten Position des Gehäuses mit der Schiene in Eingriff befin det, kann er in Eingriff mit der Schiene entlang der Schiene axial verlagert werden, bis sich das Gehäuse in der zweiten Position befindet. In der ersten und/oder in der zweiten Position kann der Halteabschnitt zwischen dem Gehäuse und einer Mitte mindestens einer der Bipolarplatten angeordnet sein. Der Halteabschnitt kann ferner zumindest abschnittsweise zwischen dem Gehäuse und dem Kontaktierungsab schnitt angeordnet sein, insbesondere wenn sich das Gehäuse in der ersten und/oder in der zweiten Position befindet.

Ein Spiel des Gehäuses in einer oder mehreren seiner zueinander orthogonalen Transversalrichtungen wird durch Wechselwirkung zwischen dem ersten und dem zweiten Führungselement ausgehend von der ersten Position hin zur zweiten Positi on stetig verringert. Dies ist vorzugsweise dadurch realisiert, dass sich die Schiene verjüngt. Insbesondere kann sich die Schiene ausgehend von ihrem vom Halteab schnitt abgewandten Ende mit geringer werdendem Abstand zum Halteabschnitt bevorzugt hinsichtlich ihrer Breite verjüngen. Es ist auch denkbar, die Schiene innen kegelförmig auszugestalten.

Der Gleiter kann hingegen eine konstante Breite aufweisen oder ebenfalls kegelför mig ausgestaltet sein, wobei er auf einer dem Halteabschnitt zugewandten Seite schmäler ist als auf einer vom Halteabschnitt abgewandten Seite. Auf diese Weise kann der Gleiter mit Spiel transversal zur Schienenlängsrichtung aufgenommen sein, wenn sich das Gehäuse in der ersten Position befindet. In der zweiten Position des Gehäuses ist der Gleiter hingegen vorzugsweise durch die Schiene in einer oder beiden zueinander orthogonalen Transversalrichtungen festgelegt/fix, also insbeson dere transversal zur Schienenlängsrichtung unbeweglich.

Zusätzlich kann das Positionierungsteil mit einem sich vom Halteabschnitt insbeson dere im Wesentlichen parallel zum Rastarm und/oder im Wesentlichen senkrecht zu einer dem Gehäuse in seiner zweiten Position zugewandten Oberfläche des Positio nierungsteils erstreckenden Basisabschnitt versehen sein. Das Gehäuse kann in seiner ersten Position auf dem Basisabschnitt aufliegen und/oder in einer zweiten Position zwischen dem federnden Rastarm und dem Basisabschnitt eingespannt sein. Der Basisabschnitt ist vorzugsweise als axial bezüglich des Positionierungsteils verlaufende Platte ausgebildet. Die Platte kann mehrere Längsschlitze aufweisen.

Um das Gehäuse nicht nur transversal, sondern auch axial zur Schienenlängsrich tung zu fixieren, ist in einer weiteren Variante vorgesehen, dass der zweite Füh rungsabschnitt einen sich vom Halteabschnitt erstreckenden, insbesondere federnden, Rastarm aufweist oder als dieser ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Schiene als integraler Teil des Rastarms ausgebildet und erstreckt sich ebenfalls vom Halteabschnitt. Der Rastarm ist insbesondere mit einem Vorsprung versehen, der dazu ausgebildet ist, auf einer dem Halteabschnitt entgegengesetzten Seite des Gehäuses am Gehäuse anzugreifen, um dieses zwischen dem Halteabschnitt und dem Vorsprung (insbesondere elastisch) einzuspannen. Der Vorsprung kann dem Basisabschnitt zugewandt sein. Der Abstand zwischen dem Vorsprung und dem Halteabschnitt entspricht bevorzugt im Wesentlichen der axialen Länge des Gehäu ses. Wenn die Steckerelemente in der zweiten Position des Gehäuses an einer dem Halteabschnitt zugewandten Seite des Gehäuses über diese hinausstehen, greifen die Steckerelemente somit in den Halteabschnitt ein und erstrecken sich insbesonde re bis in die Schlitze.

Der Rastarm kann außerdem auf seiner dem Halteabschnitt entgegengesetzten Seite eine Rastnase zum Eingriff in eine entsprechende Nut im Kontaktierungsabschnitten aufweisen. Die Rastnase kann sich insbesondere über die gesamte transversale Breite des Rastarms erstrecken und somit in die Nuten der Kontaktierungsabschnitte mehrerer benachbarter, mittels der Vorrichtung zu kontaktierender Bipolarplatten eingreifen. Dadurch kann die sichere Kontaktierung und Verrastung der Brennstoff zellenanordnung schnell und einfach erfolgen. Die Rastnase ist vorzugsweise auf einer dem Vorsprung beziehungsweise dem Gehäuse in der zweiten Position entge gengesetzten Außenseite des Rastarms angeordnet. An einem vom Halteabschnitt abgewandten Ende ist der Rastarm in diesem Fall vorzugsweise mit einer sich axial vom Rastarm erstreckenden Lasche zum Lösen des Eingriffs zwischen der Rastnase und der Nut versehen. Die Vorrichtung kann also effizient an der Brennstoffzellenan ordnung angebracht und leicht davon abgenommen werden.

Das hier vorgeschlagene System weist eine vorstehend im Detail beschriebene Vor richtung sowie eine mittels der Vorrichtung elektrisch kontaktierbare Brennstoffzel lenanordnung mit mehreren Bipolarplatten auf. Jeder der Kontaktierungsabschnitte kann in seinem Randbereich einen Rücksprung zur abschnittsweisen Aufnahme der Vorrichtung aufweisen. Wenn sich das Gehäuse in seiner zweiten Position befindet und die Kontaktierungsabschnitte mittels der Steckerelemente kontaktiert sind, die Vorrichtung also mit den Kontaktierungsabschnitten in Eingriff steht, entspricht in einem Längsschnitt entlang einer Hauptebene des jeweiligen Kontaktierungsab schnitts betrachtet eine Kontur des Rücksprungs vorzugsweise im Wesentlichen einer Kontur der Vorrichtung. Insbesondere kann der Kontaktierungsabschnitt mit einem zugehörigen Schlitz ein Eingriff stehen, während sich das Positionierungsteil außerhalb des Schlitzes axial am Kontaktierungsabschnitt abstützen kann. Das Verfahren zur Kontaktierung einer Brennstoffzellenanordnung mit mehreren Bipolarplatten umfasst folgende Schritte, die vorzugsweise in der hier angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden: Bereitstellen einer vorstehend im Detail beschrie benen Vorrichtung oder eines vorstehend im Detail beschriebenen Systems; Verbin den der Steckerelemente mit dem Gehäuse, wobei die Steckerelemente zumindest abschnittsweise im Gehäuse aufgenommen werden; Verbinden des separaten Posi tionierungsteils mit den Kontaktierungsabschnitten, sodass jeder der Kontaktierungs abschnitte an einer für ihn vorbestimmten Position relativ zum Positionierungsteil gehalten wird; Führen des Gehäuses durch Wechselwirkung zwischen dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt aus einer ersten Position, in der die Steckerelemente von den Kontaktierungsabschnitten beabstandet sind, in Richtung des Flalteabschnitts des Positionierungsteils in eine zweite Position, in der die Steckerelemente die Kontaktierungsabschnitte kontaktieren. Insbesondere kann dabei der Schritt des Verbindens des separaten Positionierungsteils mit den Kontak tierungsabschnitten vor dem Schritt des Führens des Gehäuses beginnen und/oder durchgeführt werden. Das Verbinden des separaten Positionierungsteils mit den Kontaktierungsabschnitten kann enthalten, die Kontaktierungsabschnitte mit dem Flalteabschnitt in Eingriff zu bringen.

Darüber hinaus kann dieses Verfahren beliebige der vorstehend in Zusammenhang mit der Vorrichtung oder mit dem System beschriebene Merkmale aufweisen. Insbe sondere kann das Verfahren beliebige Funktionen der Vorrichtung beziehungsweise des Systems und deren Komponenten als Verfahrensschritte enthalten.

Bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefüg ten schematischen Zeichnungen erläutert, wobei

Figur 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit mehreren Bipolarplatten in einer perspektivischen Ansicht zeigt, wobei die Steckerelemente, das Gehäu se und das Positionierungsteil voneinander separiert sind; Figur 2 die Vorrichtung aus Figur 1 in einer Seitenansicht zeigt, wobei die Ste ckerelemente, das Gehäuse und das Positionierungsteil voneinander separiert sind;

Figur 3 die Vorrichtung aus Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht zeigt, wobei das Gehäuse in seiner zweiten Position angeordnet ist;

Figuren 4 bis 7 die Vorrichtung aus Figur 1 in einer Ansicht von unten, einer Draufsicht, einer Vorderansicht beziehungsweise einer Rückansicht zeigen, wobei sich das Gehäuse in seiner zweiten Position befindet; und

Figur 8 eine Ausführungsform eines Systems zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit mehreren Bipolarplatten in einer Teilansicht zeigt.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 10 zum elektrischen Kontaktieren einer Brennstoffzellenanordnung mit mehreren elektrisch leitfähigen Bipolarplatten 101.

Die Brennstoffzellenanordnung umfasst mehrere, hier beispielsweise zwölf, Einzel zellen eines Brennstoffzellenstapels. Jede Einzelzelle enthält im Wesentlichen eine eingangs beschriebene Membran-Elektroden-Einheit, die zwischen zwei mit je einem Fluidkanal versehenen Platten angeordnet sind. Die Platten benachbarter Einzelzel len bilden dabei zusammen eine in Figur 8 teilweise gezeigte Bipolarplatte 101 , an der jeweils ein hier insbesondere als Lasche ausgebildeter Kontaktierungsabschnitt 102 angeordnet ist. Der Kontaktierungsabschnitt 102 verläuft parallel zu einer Haupt ebene der jeweiligen Bipolarplatte. Es versteht sich von selbst, dass die Bipolarplat ten 101 parallel zueinander angeordnet sind.

Die Vorrichtung 10 umfasst mehrere, hier beispielsweise zwölf, Steckerelemente 12, ein Gehäuse 14 für die Steckerelemente 12 und ein separates Positionierungsteil 20. All diese Komponenten sind hier als separate Bauteile ausgebildet, die bei Verwen dung zur Kontaktierung der Bipolarplatten 101 an deren Kontaktierungsabschnitten 102, wie im Folgenden näher erläutert, ineinandergesteckt werden. Insbesondere ist das Positionierungsteil 20 separat vom Gehäuse 14 ausgebildet, sodass sich das Gehäuse 14 reversibel in das Positionierungsteil 20 einsetzen und zerstörungsfrei davon entfernen lässt. Das Gehäuse 14 und/oder das Positionierungsteil 20 sind/ist als Formteil (insbesondere Kunststoff-Formteil) ausgebildet und können/kann bei spielsweise mittels Spritzgießen hergestellt werden.

Die Steckerelemente 12 sind alle im Wesentlichen (abgesehen von geringfügigen Fertigungstoleranzen) gleich. Bestimmungsgemäß ist jedes der Steckerelemente 12 für die elektrische Verbindung mit dem Kontaktierungsabschnitt 102 jeweils einer der Bipolarplatten 101 eingerichtet. Entsprechend der Ausgestaltung des Kontaktie rungsabschnitts 102 als Lasche ist jedes Steckerelement 12 als Flachstecker ausge bildet, der an seinem vom Kontaktierungsabschnitt 102 abgewandten Ende Anschlusselemente 40 für nicht dargestellte elektrische Leitungen aufweist, die zur elektrischen Verbindung mit einer Messeinrichtung für die elektrischen Potentiale der Bipolarplatten 101 vorgesehen sind. Jede der elektrischen Leitungen kann insbeson dere durch Fügen mittels plastischer Deformation (zum Beispiel Crimpen) des zuge hörigen Anschlusselements 40 oder thermisches Fügen (zum Beispiel Löten/Schweißen) an das zugehörige Anschlusselement 40 mit dem jeweiligen Ste ckerelement 12 verbunden sein. Jedes Steckerelement 12 hat an seinem dem An schlusselement 40 axial (in Längsrichtung L1) entgegengesetzten Ende eine Klemme 42 mit elastischen Klemmschenkeln, die in deren Ruhelage um weniger als die Stärke des Kontaktierungsabschnitts 102 beanstandet sind.

Das Gehäuse 14 hat einen ersten Führungsabschnitt 16 mit einem Gleiter und meh rere Aussparungen, in die jeweils eines der Steckerelemente 12, vorteilhafterweise bevor das Gehäuse mit dem separaten Positionierungsteil 20 in Eingriff gebracht wird, hineingesteckt wird. Die Aussparungen sind im Wesentlichen als axiale Durch gangsöffnungen 30 ausgestaltet und dienen im Wesentlichen dazu, jedes der Ste ckerelemente 12 an einer für dieses Steckerelement 12 vorgesehenen Stelle relativ zum ersten Führungsabschnitt 16 (formschlüssig, mit etwas Spiel) zu befestigen. Zu diesem Zweck hat jedes Steckerelement 12 eine Rastlasche 44, die in eine nicht gezeigte Rastnut an der Innenumfangsfläche der jeweiligen Durchgangsöffnung 30 rastend eingreift, wenn das jeweilige Steckerelement 12 (abschnittsweise) im Ge- häuse 14 aufgenommen ist. Wie in Figur 2 gezeigt, ist das Gehäuse 14 axial kürzer als jedes der Steckerelemente 12, sodass die Steckerelemente 12 an beiden Enden der Aussparungen aus dem Gehäuse 14 hinausragen.

Um die Brennstoffzellenanordnung kompakter, insbesondere mit reduzierten Abstän den zwischen den Bipolarplatten 101 , ausgestalten zu können, sind die Durchgangs öffnungen 30 im Gehäuse 14 auf mehreren, parallel zueinander verlaufenden Längsebenen E1 , E2 ausgebildet. Die Längsebenen E1 , E2 verlaufen wie in Figur 2 gezeigt jeweils insbesondere in der Längsrichtung L1 mehrerer der Steckerelemente 12 sowie senkrecht zu den Kontaktierungsabschnitten 102, wenn letztere mit den Steckerelementen 12 in Eingriff stehen. Auf diese Weise kann die Packungsdichte der Steckerelemente 12 in dem Gehäuse 14 erhöht und der Mittenabstand zwischen den Kontaktierungsabschnitten 102 verringert werden. Die entlang der Längsebene E1 angeordneten und senkrecht zu dieser Längsebene E1 ausgerichteten Ste ckerelemente 12 weisen somit im Querschnitt des Gehäuses 14 betrachtet einen Relativversatz gegenüber den entlang der Längsebene E2 angeordneten und senk recht zu dieser Längsebene E2 ausgerichteten Steckerelementen 12 auf, der im Wesentlichen dem (transversalen) Abstand zwischen den Kontaktierungsabschnitten 102 entspricht, wenn die Kontaktierungsabschnitte 102 wie nachfolgend im Detail beschrieben kontaktiert sind.

Das separate Positionierungsteil 20 umfasst einen Halteabschnitt 22, der dazu aus gebildet ist, jeden der Kontaktierungsabschnitte 102 an einer für ihn vorbestimmten Position relativ zum Positionierungsteil 20 zu halten. Zu diesem Zweck hat der Halte abschnitt 22 mehrere Schlitze 32, die sich im kontaktierten Zustand ausgehend von einer der Bipolarplatten 101 parallel zueinander und zur Längsrichtung L2 (Haupter streckungsrichtung) des Positionierungsteils 20 in das Positionierungsteil 20 hinein erstrecken. Die Schlitze 30 sind so ausgestaltet, dass sie jeweils einen der Kontaktie rungsabschnitte 102 darin zumindest abschnittsweise einspannen. Darüber hinaus weist das Positionierungsteil 20 einen zweiten Führungsabschnitt 24 in Form eines sich vom Halteabschnitt 22 parallel zur Längsrichtung L2 erstreckenden federelasti schen Rastarms mit einer Schiene auf. Es sei angemerkt, dass parallel in dieser Offenbarung gleich- oder entgegengerichtet (also auch antiparallel) bedeuten kann. Der zweite Führungsabschnitt 24 ist dazu eingerichtet, das Gehäuse 14 durch Wech selwirkung mit dem ersten Führungsabschnitt 16 aus einer ersten Position in Rich tung des Flalteabschnitts 22 in eine in den Figuren 3 bis 7 gezeigte zweite Position zu führen.

Die Vorrichtung 10 wird wie im Folgenden beschrieben verwendet, um die Kontaktie rungselemente 102 zu kontaktieren. Das separate Positionierungsteil 20 wird zu nächst axial (in der Längsrichtung L2) auf die Kontaktierungsabschnitte 102 der Bipolarplatten 101 aufgesteckt. Da die Schlitze 32 begrenzende Trennwände 33 axial zum längsseitigen Ende des Positionierungsteils 20 hin spitz zulaufen, wird jeweils ein Kontaktierungsabschnitt 102 in einen der Schlitze 32 eingeführt. Dadurch wird der Abstand zwischen den Kontaktierungsabschnitten 102 auf ein Sollmaß gebracht (insbesondere egalisiert), das im Wesentlichen dem Abstand zwischen den Mittel ebenen der Steckerelemente 12 / Klemmen entspricht.

Ausgehend von der ersten Position des Gehäuses 14 mit in den Durchgangsöffnun gen 30 rastend eingesteckten Steckerelementen 12, bei der sich der Gleiter des Gehäuses 14 in Abweichung von der Darstellung aus den Figuren 1 und 2 mit der Schiene am Rastarm in Eingriff befindet, dabei insbesondere formschlüssig aufge nommen ist, wird das Gehäuse 14 in der Längsrichtung L2 in Richtung des Halteab schnitts 22 verlagert. Die Längsrichtungen L1 und L2 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander. Wie in der Rückansicht aus Figur 7 gezeigt, weist die Schiene (zweiter Führungsabschnitt 24) im Querschnitt ein im Wesentlichen dem Profil des Gleiters (erster Führungsabschnitt 16) entsprechendes Profil auf. Da sich die Schie ne innen zum Halteabschnitt 22 hin verjüngt, wird die transversale Bewegung des Gehäuses 14 bei Verlagerung in der Längsrichtung L2 zunehmend transversal ein geschränkt, bis das Gehäuse 14 in seiner in Figur 3 gezeigten zweiten Position transversal spielfrei in Eingriff mit dem Positionierungsteil 20 fixiert ist. In der Längs richtung L2 ist das Gehäuse in seiner zweiten Position zwischen dem Halteabschnitt 22 und einem am Rastarm ausgebildeten Vorsprung 50 eingeklemmt.

In dieser zweiten Position ragen die Steckerelemente 12 durch den Schlitzen 32 zugeordnete Öffnungen 52 bis in die Schlitze 32 im Halteabschnitt 22 hinein. Mit anderen Worten, jede Öffnung 52 verbindet jeweils einen der Schlitze 32 mit einer dem Gehäuse 14 zugewandten Oberfläche des Halteabschnitts 22, an der die Öff nungen 52 offen sind. Die Öffnungen 52 können also im Wesentlichen als Verlänge rung der Durchgangsöffnungen 30 ausgebildet sein und insbesondere denselben Querschnitt aufweisen. Während die Steckerelemente 12 in der ersten Position von den mittels des Halteabschnitts 22 gehaltenen Kontaktierungsabschnitten 102 beab- standet sind, reichen sie in der zweiten Position bis zu den Kontaktierungsabschnit ten 102, sodass jeweils ein Kontaktierungsabschnitt 102 zwischen den beiden Klemmschenkeln eines zugehörigen Steckerelements eingespannt ist, um eine elekt rische Verbindung zwischen der zugehörigen Bipolarplatte, dem Steckerelement und der zur Messeinrichtung führenden elektrischen Leitung herzustellen. Das Gehäuse 14 ist dabei zwischen dem Rastarm und einem sich parallel zum Rastarm vom Hal teabschnitt 22 erstreckenden Basisabschnitt 38 des Positionierungsteils 20 gehalten.

Figur 8 zeigt einen Teil eines mit dieser Vorrichtung 10 aus den Figuren 1 bis 7 auf vorstehend beschriebene Art und Weise kontaktierten Systems. Das System weist die Vorrichtung sowie die Brennstoffzellenanordnung mit den Bipolarplatten 101 auf. Wie dargestellt ist jeder der Kontaktierungsabschnitte 102 in seinem Randbereich mit einem Rücksprung versehen. Im Bereich dieses Rücksprungs ist der Kontaktie rungsabschnitt der dargestellten Bipolarplatte 101 zwischen den Klemmenschenkeln eingespannt. Bei Gesamtbetrachtung der Brennstoffzellenanordnung ist die Vorrich tung somit in der Brennstoffzellenanordnung, insbesondere in einer durch die Rück sprünge benachbarter Bipolarplatten 101 definierten Aufnahme, eingesetzt. Eine Rastnase 34 der Vorrichtung greift dabei in eine entsprechende Nut 36 in den Kon taktierungsabschnitten 102 zueinander benachbarter Bipolarplatten ein.

Es wurde gesagt, dass die Brennstoffzellenanordnung Teil eines Brennstoffzellen stapels sein kann. Dieser Stapel kann insbesondere mehrere dieser Brennstoffzel lenanordnungen umfassen. Zur einfachen und kontrollierten Kontaktierung einer dieser Brennstoffzellenanordnungen nach der anderen ist die Vorrichtung in einer Vorder- oder Rückansicht entlang der Längsrichtung L1 oder L2 asymmetrisch aus gebildet. Insbesondere ist bei dieser Ansicht oder in einer Querschnittansicht ein an einer ersten Längsflanke 60 der Vorrichtung 10 ausgebildeter Vorsprung 61 im We- sentlichen kongruent zu einer an einer der ersten Längsflanke 60 entgegengesetzten zweiten Längsflanke 62 der Vorrichtung 10 ausgebildeten Vertiefung 63. Somit kön nen die Vorrichtungen 10 passgenau nebeneinander auf die Kontaktierungsabschnit te 102 der Bipolarplatten 101 aufgesteckt werden. Die Längsflanken 60, 62 benachbarter Vorrichtungen 10 können einander dabei, insbesondere vollflächig physisch, kontaktieren.