Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR ERECTING FLAT ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/171555
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device (10) for erecting flat elements (2, 3), wherein flat elements (2, 3) in a lying arrangement, which are conveyed one behind the other in their longitudinal direction at a feed speed by means of a feed apparatus, are received from the feed apparatus while in motion and are transferred into a standing arrangement at a transfer position, and wherein the flat elements (2, 3) moved at the feed speed are each moved, during the transfer into the standing arrangement, discontinuously along a trajectory such that, at the transfer position, the speed of the flat elements (2, 3) in the longitudinal direction of the flat elements (2, 3) is less than the feed speed. The invention also relates to a method for stacking flat elements (2, 3) and to a stacking device (1) for flat elements.

Inventors:
ABISCHEW ALEX (DE)
VOLK WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/052824
Publication Date:
August 18, 2022
Filing Date:
February 07, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OPTIMA LIFE SCIENCE GMBH (DE)
International Classes:
B65G57/08; B65G47/252; B65H29/44; B65H31/06; H01M8/2404
Foreign References:
DE682707C1939-10-20
US4093083A1978-06-06
JPS5033305B11975-10-29
US4863340A1989-09-05
JPS5464361A1979-05-24
JP2010212139A2010-09-24
JP2016157520A2016-09-01
JP2016157521A2016-09-01
US9979041B22018-05-22
US5597285A1997-01-28
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen (2, 3) in eine stehende Anordnung, wobei liegend angeordnete, in ihrer Längsrichtung hintereinander mit einer Zuführgeschwindigkeit mittels einer Zuführeinrichtung geförderte Flachelemente (2, 3) von der Zuführeinrichtung in Bewegung übernommen werden und in eine stehende Anordnung an einer Übergabeposition überführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Zuführgeschwindigkeit übernommenen Flachelemente (2, 3) beim Überführen in die stehende Anordnung jeweils entlang einer Bahnkurve diskontinuierlich bewegt werden, sodass an der Übergabeposition eine Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) in Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachelemente (2, 3) entlang der Bahnkurve diskontinuierlich bewegt werden, sodass an der Übergabeposition die Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) in Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachelemente (2, 3) entlang der Bahnkurve diskontinuierlich bewegt werden, sodass eine Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) an der Übergabeposition kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit, wobei insbesondere die Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) an der Übergabeposition Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachelemente (2, 3) jeweils mittels einer Aufstellplatte (11) in die stehende Anordnung überführt werden, wobei vorzugsweise die Aufstellplatte (11) zum Überführen der Flachelemente (2, 3) in die stehende Anordnung zwischen einer Übernahmestellung und einer Übergabestellung um eine Schwenkachse (12) hin und her verschwenkt und die Schwenkachse (12) linear hin und her verstellt wird, insbesondere linear in vertikaler Richtung auf und ab verstellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstellplatte (11) mittels eines kontinuierlich angetriebenen Stellmechanismus (13) bewegt wird, wobei der Stellmechanismus (13) insbesondere als Kurbelmechanismus gestaltet ist und/oder überlagerte Konturscheiben aufweist.

6. Verfahren zum Stapeln von Flachelementen (2, 3), wobei liegend angeordnete Flachelemente (2, 3) in eine stehende Anordnung gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 überführt und in der stehenden Anordnung an der Übergabeposition gestapelt werden.

7. Verfahren zum Stapeln von Flachelementen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass biegesteife und biegeschlaffe Flachelemente (2, 3) in einem Stapel (23) gestapelt werden.

8. Vorrichtung zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen (2, 3) in eine stehende Anordnung, wobei die Vorrichtung (10) gestaltet ist, um liegend angeordnete, in ihrer Längsrichtung hintereinander mit einer Zuführgeschwindigkeit mittels einer Zuführeinrichtung geförderte Flachelemente (2, 3) von der Zuführeinrichtung in Bewegung zu übernehmen und in eine stehende Anordnung an einer Übergabeposition zu überführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) gestaltet ist, um die Flachelemente (2, 3) beim Überführen in die stehende Anordnung jeweils entlang einer Bahnkurve diskontinuierlich zu bewegen, sodass an der Übergabeposition eine Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) in Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) gestaltet ist, um die Flachelemente (2, 3) entlang der Bahnkurve diskontinuierlich zu bewegen, sodass an der Übergabeposition die Geschwindigkeit der Flachelemente (2,

3) in Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) gestaltet ist, um die Flachelemente (2, 3) entlang der Bahnkurve diskontinuierlich zu bewegen, sodass eine Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) an der Übergabeposition kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit, wobei insbesondere die Geschwindigkeit der Flachelemente (2, 3) senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente (2, 3) an der Übergabeposition Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Aufstellplatte (11) und einen Stellmechanismus (13) aufweist, wobei die Aufstellplatte (11) mittels des Stellmechanismus (13) zum Überführen der Flachelemente (2, 3) in die stehende Anordnung zwischen einer Übernahmestellung und einer Übergabestellung um eine Schwenkachse hin und her verschwenkbar und die Schwenkachse linear hin und her verstellbar ist, insbesondere linear in vertikaler Richtung auf und ab verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmechanismus (13) als Kurbelmechanismus gestaltet ist und/oder überlagerte Konturscheiben aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Halteeinrichtung vorgesehen ist, wobei die Flachelemente (2, 3) beim Überführen mittels Unterdrück haltbar und/oder an der Übergabeposition mittels eines Überdruck-Luftstroms abgebbar sind.

14. Stapelvorrichtung zum Stapeln von Flachelementen umfassend eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 13.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Aufrichten von Flachelementen

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufrichten von Flachelementen. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Stapeln von Flachelementen und eine Stapelvorrichtung für Flachelemente.

Als Flachelemente werden im Zusammenhang mit der Anmeldung biegesteife oder biegeschlaffe, flache Elemente mit zwei einander gegenüberliegenden Oberseiten bezeichnet, wobei gleichartige oder verschiedene Flachelemente zur Bildung eines Stapels mit ihren Oberseiten aneinander angelegt werden können.

Bei den Flachelementen handelt es sich beispielsweise um Membranelektrodenanordnungen (kurz MEA; engl „membrane electrode assembly“) für Brennstoffzellen oder um Komponenten zum Aufbau einer oder mehrerer MEA. Eine MEA umfasst eine katalysatorbeschichtete Membran (kurz CCM für engl „catalyst coated membrane“) sowie zwei als Kathode und Anode gestaltete Elektroden, zwischen welchen die Membran angeordnet ist. Eine MEA umfasst weiter zwei Gasdiffusionslagen (kurz GDL), die an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sind. Die GDL und die Elektroden sind in einer Ausgestaltung als ein gemeinsames Gefüge gestaltet. Eine Brennstoffzelle kann durch eine Vielzahl im Stapel angeordneter Membranelektrodenanordnungen aufgebaut werden, deren elektrische Leistungen sich addieren. Eine Trennung der einzelnen MEA in einem Stapel erfolgt üblicherweise mittels Bipolarplatten, wobei MEA und Bipolarplatten abwechselnd aufgestapelt werden.

Dabei ist es beispielsweise aus US 9,979,041 eine Vorrichtung zum automatischen Aufstapeln eines Brennstoffzellenstapels bekannt, wobei Trennplattenkomponenten, wie Bipolarplatten, und Schichtkomponenten einer MEA zugehörigen Magazinen entnommen, transferiert, mittels einer Komponenten-Stapeleinheit ergriffen und auf einer Stapelführung aufgestapelt werden.

Die Komponenten-Stapeleinheit umfasst zu diesem Zweck ein Paar von Stapelgreifern, welche eine Trennplattenkomponente bzw. eine MEA-Schichtkomponente mittels Vakuums greifen und auf eine Komponenten-Ausrichtungseinheit legen.

Aus anderen Fachbereichen sind Vorrichtungen zur Bildung von Stapeln aus stehend angeordneten Flachelementen bekannt. Als stehend angeordnete Flachelemente werden dabei Flachelemente bezeichnet, welche mit einer Schmalseite, vorzugsweise einer langen Schmalseite auf einem Untergrund aufliegen. Im Unterschied dazu werden Flachelemente, welche mit einer Oberseite oder Breitseite auf einem Untergrund aufliegen, als liegend angeordneten Flachelemente bezeichnet. Ein Überführen von liegend angeordneten Flachelementen in eine stehende Anordnung wird im Zusammenhang mit der Anmeldung auch als Aufrichten bezeichnet.

Beispielsweise ist aus US 5,597,285 eine umlaufende Übergabeeinrichtung bekannt, um biegeschlaffe Flachelemente, beispielsweise Windeln, zum Stapeln in eine geeignete Anordnung zu überführen und an eine nachfolgende Einrichtung zu übergeben. Die aus US 5,597,285 bekannte Einrichtung weist eine Vielzahl von etwa tangential zu ihrer Umlaufbahn angeordnete Aufnahmen für je ein Flachelement auf und ist derart angeordnet, dass ihr die Flachelemente von einer Zuführeinrichtung etwa tangential gegenüber der Umlaufbahn übergeben werden, wobei die Flachelemente mit einer Oberseite voraus radial aus den Aufnahmen ausgeschoben werden.

AUFGABE UND LÖSUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen in eine stehende Anordnung sowie ein Verfahren zum Stapeln und eine Stapelvorrichtung zu schaffen, welche eine kontinuierliche Prozessführung und eine schonende Handhabung empfindlicher Flachelemente ermöglicht.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Verfahren und die Vorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 6, 8 und 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Aufrichten von Flachelementen, d.h. zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen in eine stehende Anordnung, geschaffen, wobei liegend angeordnete, in ihrer Längsrichtung hintereinander mit einer Zuführgeschwindigkeit mittels einer Zuführeinrichtung geförderte Flachelemente von der Zuführeinrichtung in Bewegung übernommen werden und in eine stehende Anordnung an einer Übergabeposition überführt werden, und wobei die mit der Zuführgeschwindigkeit übernommenen Flachelemente beim Überführen in die stehende Anordnung jeweils entlang einer Bahnkurve diskontinuierlich bewegt werden, sodass an der Übergabeposition eine Geschwindigkeit der Flachelemente in Längsrichtung der Flachelemente kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit. Als Längsrichtung der Flachelemente wird dabei eine Richtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Schmalseite, auf welche die Flachelemente in der stehenden Anordnung aufstehen, bezeichnet.

Die in ihrer Längsrichtung hintereinander angeordneten Flachelemente können mit einer hohen Zuführgeschwindigkeit übernommen werden. Im Unterschied zu einer beispielsweise aus US 5,597,285 bekannten Vorrichtung, bei welcher die Flachelemente mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang einer kreisförmigen Bahnkurve bewegt werden, werden die Flachelemente gemäß der Anmeldung nicht mit einer der Zuführgeschwindigkeit entsprechenden konstanten Geschwindigkeit bewegt, sondern zumindest vor einer Übergabeposition in Längsrichtung der Flachelemente abgebremst, um so Stoßkräfte auf das Flachelement beim Auftreffen auf einen senkrecht zur Längsrichtung angeordneten Anschlag an der Übergabeposition zu vermeiden.

Die Bahnkurve und/oder ein Geschwindigkeitsprofil kann dabei je nach Anwendungsfall durch den Fachmann geeignet gewählt werden. Die Bahnkurve ist in einer Ausgestaltung derart gewählt, dass beim Aufrichten auf das Flachelement einwirkende Fliehkräfte ein Abbremsen der Flachelemente in deren Längsrichtung bewirken.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Schwerpunkt, ein hinteres Ende und/oder ein vorderes Ende der Flachelemente entlang einer zykloidenförmigen Bahnkurve bewegt werden. Dabei werden ein hinteres Ende oder ein vorderes Ende der Flachelemente entlang unterschiedlich verlaufender Bahnkurven bewegt. Die Bahnkurve, insbesondere die zykliodenförmige Bahnkurve, ist dabei in einer Ausgestaltung derart gewählt, dass ein Schwerpunkt des Flachelements bei einer Übernahme von der Zuführeinrichtung zunächst aus einer Ebene der Zuführeinrichtung nach oben und anschließend nach unten bewegt wird.

Die Flachelemente werden in einer Ausgestaltung jeweils einzeln übernommen und in die stehende Anordnung überführt. In anderen Ausgestaltungen werden die Flachelemente in zwei oder mehr Reihen zugeführt und übernommen, wobei gleichzeitig zwei oder mehr Flachelemente in die stehende Anordnung überführt werden. In wieder anderen Ausgestaltungen werden zwei oder mehr in einer Reihe hintereinander angeordnete Flachelemente gemeinsam übernommen und in eine stehende Anordnung überführt.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Flachelemente entlang der Bahnkurve diskontinuierlich bewegt werden, sodass an der Übergabeposition die Geschwindigkeit der Flachelemente in Längsrichtung der Flachelemente Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

Durch ein Abbremsen der Flachelemente in deren Längsrichtung bis zu einem Stillstand bei einem Überführen in die stehende Anordnung ist eine besonders schonende Übergabe der Flachelemente an der Übergabeposition möglich.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Flachelemente entlang der Bahnkurve diskontinuierlich bewegt werden, sodass eine Geschwindigkeit der Flachelemente senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente an der Übergabeposition kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit, wobei insbesondere die Geschwindigkeit der Flachelemente senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente an der Übergabeposition Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

In einer Ausgestaltung erfolgt die diskontinuierliche Bewegung derart, dass an der Übergabeposition die Flachelemente Stillstehen oder zumindest nahezu Stillstehen.

Ein Aufrichten und Überführen der Flachelemente in die Übergabeposition erfolgt in einer Ausgestaltung mittels eines diskontinuierlich bewegten Schlittens. Die Begriffe „ein“, „eine“ etc. werden im Zusammenhang mit der Anmeldung lediglich als unbestimmte Artikel und nicht als Zählwörter verwendet. Die Begriffe „erster“, „zweiter“ etc. dienen lediglich der Unterscheidung von Elementen und geben keine Hierarchie der Elemente an. Insbesondere ist es denkbar, eine Vielzahl diskontinuierlich bewegter Schlitten vorzusehen, die jeweils ein Flachelement aufnehmen und in eine stehende Anordnung überführen.

In anderen Ausgestaltungen werden die Flachelemente jeweils mittels einer Aufstellplatte in die stehende Anordnung überführt. Die Flachelemente werden in Ausgestaltungen beim Überführen mittels Unterdrück an der Aufstellplatte gehalten und/oder an der Übergabeposition mittels eines Überdruck-Luftstroms abgegeben. In anderen Ausgestaltungen werden die Flachelemente ausschließlich mittels Reibkräften an der Aufstellplatte gehalten. Für ein Halten der Flachelemente an der Aufstellplatte mittels Reibkräften ist dabei insbesondere eine Bewegung entlang einer Bahnkurve vorteilhaft, bei welcher ein Schwerpunkt des Flachelements bei einer Übernahme von der Zuführeinrichtung zunächst aus einer Ebene der Zuführeinrichtung nach oben und anschließend nach unten bewegt wird.

Die Aufstellplatte wird in Ausgestaltungen des Verfahrens zum Überführen der Flachelemente in die stehende Anordnung zwischen einer Übernahmestellung und einer Übergabestellung um eine Schwenkachse hin und her verschwenkt, wobei die Schwenkachse linear hin und her verstellt wird, insbesondere in vertikaler Richtung auf und ab verstellt. Dadurch ist eine sichere Überführung in die stehende Anordnung unter Abbremsen der Flachelemente möglich. Ein Verschwenken erfolgt dabei in einer Ausgestaltung aus einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Übernahmestellung in eine zumindest im Wesentlichen vertikale Stellung. Dabei ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass für eine verbesserte Übernahme und/oder eine verbesserte Übergabe die Aufstellplatte in der Übernahmestellung gegenüber einer vertikalen Ebene um wenige Grad geneigt ist bzw. in der Übergabestellung gegenüber einer horizontalen Ebene um wenige Grad geneigt, beispielsweise um ca. 1° bis maximal ca. 5°.

Für eine zuverlässige Prozessführung ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Aufstellplatte mittels eines kontinuierlich angetriebenen Stellmechanismus bewegt wird, wobei der Stellmechanismus insbesondere als Kurbelmechanismus gestaltet ist und/oder überlagerte Konturscheiben aufweist. Der Stellmechanismus ist dabei geeignet, um einen kontinuierlichen Antrieb in eine diskontinuierliche Bewegung der Aufstellplatte für ein Abbremsen der Flachelemente zumindest in deren Längsrichtung umzuwandeln.

Die Flachelemente werden in einer Ausgestaltung von der Übergabeposition in der stehenden Anordnung abtransportiert und einem nachfolgenden Prozess zugeführt.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Stapeln von Flachelementen geschaffen, wobei liegend angeordnete Flachelemente in eine stehende Anordnung wie oben beschrieben überführt und in der stehenden Anordnung an der Übergabeposition gestapelt werden.

Die gebildeten Stapel werden in einer Ausgestaltung durch Trennmechanismen wie getrennt ansteuerbare Ketten und/oder Bänder oder einzelne magnetisch angetriebene Schlitten separiert und weiteren Prozessen zugeführt.

Die Flachelemente werden dabei in einer Ausgestaltung vor einem Stapeln auf eine ausreichende Qualität überprüft, wobei Flachelemente, deren Qualität als nicht ausreichend erfasst wurde, ausgeschleust werden. Ein Ausschleusen erfolgt je nach Ausgestaltung vor oder nach einem Überführen in die stehende Anordnung.

In einer Ausgestaltung werden die Stapel aus einer Anzahl an gleichartigen Flachelementen aufgebaut. Das Verfahren ist jedoch auch geeignet, um unterschiedliche Flachelemente zu verarbeiten. Dabei ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass biegesteife und biegeschlaffe Flachelemente in einem Stapel gestapelt werden. Die biegesteifen und die biegeschlaffen Flachelemente werden dabei entsprechend einem vorgegebenen Muster zugeführt, wobei beispielsweise eine abwechselnde Zuführung denkbar ist.

Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen in eine stehende Anordnung geschaffen, wobei die Vorrichtung gestaltet ist, um liegend angeordnete, in ihrer Längsrichtung hintereinander mit einer Zuführgeschwindigkeit mittels einer Zuführeinrichtung geförderte Flachelemente von der Zuführeinrichtung in Bewegung zu übernehmen und in eine stehende Anordnung an einer Übergabeposition zu überführen, und wobei die Vorrichtung derart gestaltet ist, um die Flachelemente beim Überführen in die stehende Anordnung entlang einer Bahnkurve diskontinuierlich zu bewegen, sodass an der Übergabeposition eine Geschwindigkeit der Flachelemente in Längsrichtung der Flachelemente kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit.

Die Vorrichtung ist in einer Ausführungsform gestaltet, um die Flachelemente entlang der Bahnkurve diskontinuierlich derart zu bewegen, dass an der Übergabeposition die Geschwindigkeit der Flachelemente in Längsrichtung der Flachelemente Null oder zumindest nahezu Null beträgt. Dadurch ist eine möglichst stoßfreie oder stoßarme Übergabe an der Übergabeposition möglich.

Alternativ oder zusätzlich ist die Vorrichtung ist in einer Ausführungsform gestaltet, um die Flachelemente entlang der Bahnkurve diskontinuierlich derart zu bewegen, dass eine Geschwindigkeit der Flachelemente senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente an der Übergabeposition kleiner ist als die Zuführgeschwindigkeit, wobei insbesondere die Geschwindigkeit der Flachelemente senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente an der Übergabeposition Null oder zumindest nahezu Null beträgt.

Die Vorrichtung ist in einer Ausgestaltung insbesondere gestaltet, um die Flachelemente in die stehende Anordnung entlang der Bahnkurve diskontinuierlich zu bewegen, sodass an der Übergabeposition die Flachelemente Stillstehen oder zumindest nahezu Stillstehen. In anderen Worten erfolgt eine Bewegung entlang der Bahnkurve derart diskontinuierlich, dass an der Übergabeposition die Geschwindigkeit der Flachelemente in Längsrichtung der Flachelemente und die Geschwindigkeit der Flachelemente senkrecht zur Längsrichtung der Flachelemente Null oder zumindest nahezu Null betragen. Durch eine Überführung der Flachelemente in die Übergabeposition, derart, dass die Flachelemente an der Übergabeposition Stillstehen, ist eine besonders schonende Produktübergabe möglich. Die Vorrichtung umfasst einen geeigneten Schlitten oder eine geeignete Aufnahme, um die Flachelemente zu übernehmen und in die stehende Anordnung zu bewegen.

In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung zu diesem Zweck eine Aufstellplatte und einen Stellmechanismus auf, wobei die Aufstellplatte mittels des Stellmechanismus zum Überführen der Flachelemente in die stehende Anordnung zwischen einer Übernahmestellung und einer Übergabestellung um eine Schwenkachse hin und her verschwenkbar und die Schwenkachse linear hin und her verstellbar ist, insbesondere linear in vertikaler Richtung auf und ab verstellbar ist. Die Aufstellplatte wird dabei in einer Ausgestaltung zwischen der Übernahmestellung und der Übergabestellung um ca. 90° verschwenkt. In einer Ausgestaltung ist ein Schwenkwinkel um einige Grad größer als 90° gewählt, wobei die Flachelemente mittels einer Klappbewegung von einer Zuführeinrichtung übernommen und/oder an einer Übergabeposition abgegeben werden.

Der Stellmechanismus ist in Ausgestaltungen der Vorrichtung gestaltet, um kontinuierlich angetrieben werden, wobei mittels des Stellmechanismus eine diskontinuierliche Bewegung der Aufstellplatte bewirkt wird. Der Stellmechanismus ist zu diesem Zweck in Ausgestaltungen der Vorrichtung als Kurbelmechanismus gestaltet und/oder weist überlagerte Konturscheiben auf.

In einer Ausgestaltung ist eine mechanische Halteeinrichtung vorgesehen, um die Flachelemente bei einer Bewegung in die Übergabestellung an der Aufnahmeplatte zu fixieren. In anderen Ausgestaltungen ist eine pneumatische Halteeinrichtung vorgesehen, wobei die Flachelemente bei Überführen mittels Unterdrück haltbar und/oder an der Übergabeposition mittels eines Überdruck-Luftstroms abgebbar sind. Dadurch ist eine schonende Handhabung empfindlicher Produkte möglich.

Gemäß einem vierten Aspekt wird eine Stapelvorrichtung zum Stapeln von Flachelementen umfassend eine oben beschriebene Vorrichtung zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen in eine stehende Anordnung geschaffen.

Die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen eignen sich insbesondere zum Einsatz beim Aufbau von MEA und/oder Brennstoffzellenstapeln aus MEA und Bipolarplatten. Durch ein Abbremsen der Flachelemente werden hohe Stoßkräfte auf empfindliche Flachelemente, wie MEA und/oder Bipolarplatten oder Teilen davon, beim Aufrichten vermieden.

Die Verfahren und die Vorrichtungen sind jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt, sondern eignen sich auch zum Stapeln von Flachelementen einer Redox-Flow- Batterie oder Flussbatterie sowie von Flachmembranen zur Wasseraufbereitung. Ebenso können sie in der Verpackungsindustrie zum Aufstellen oder Aufrichten und ggf. zum Stapeln einer Vielzahl an Produkten eingesetzt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Stapeleinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Überführen von liegend angeordneten, mit einer Zuführgeschwindigkeit bewegten Flachelementen in eine stehende Anordnung.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Bewegung eines Flachelements beim

Überführen aus einer liegenden Anordnung mit einer Zuführgeschwindigkeit in eine stehende Anordnung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt schematisch eine Stapeleinrichtung 1 umfassend eine Vorrichtung 10 zum Überführen von liegend angeordneten, mit einer Zuführgeschwindigkeit bewegten Flachelementen 2, 3 in eine stehende Anordnung.

Die liegend angeordneten Flachelemente 2, 3 werden mittels einer geeigneten, in Fig. 1 nicht dargestellten Zuführeinrichtung in ihrer Längsrichtung hintereinander mit einer durch einen Pfeil symbolisierten Zuführgeschwindigkeit gefördert und der Stapeleinrichtung 1 zugeführt.

Eine Zuführung kann je nach Anwendungsfall über verschiedene Arten erfolgen, insbesondere mittels eines Bandförderers. Dabei ist in einer Ausgestaltung weiter vorgesehen, dass an dem Bandförderer ein Saugstrom aufbringbar ist, um die Flachelemente 2, 3 auf der Zuführeinrichtung zu halten und um diese vor zu positionieren.

Bei den Flachelementen 2, 3 handelt es sich beispielsweise um abwechselnd abzustapelnde MEA und Bipolarplatten zum Aufbau einer Brennstoffzelle, wobei die Flachelemente 2, 3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer gemeinsamen Zuführeinrichtung zugeführt werden.

Die Vorrichtung 10 ist gestaltet, um die liegend angeordneten, mit Zuführgeschwindigkeit geförderten Flachelemente 2, 3 zu übernehmen und um diese aufzurichten, d.h. um diese in eine stehende Anordnung an einer Übergabeposition zu überführen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird an der Übergabeposition ein Stapel 23 aus den stehend angeordneten Flachelementen 2, 3 gebildet.

Die gebildeten Stapel 23 werden in einer Ausgestaltung durch nicht dargestellte Trennmechanismen wie getrennt ansteuerbare Ketten und/oder Bänder oder einzelne magnetisch angetriebene Schlitten separiert und weiteren Prozessen zugeführt.

Die dargestellte Vorrichtung 10 ist weiter gestaltet, um die zugeführten Flachelemente 2, 3 beim Aufrichten abzubremsen, sodass die Flachelemente 2, 3 an der Übergabeposition die Geschwindigkeit der Flachelemente in Längsrichtung der Flachelemente Null oder zumindest nahezu Null beträgt. In einer Ausgestaltung ist die Bewegung derart gewählt, dass die Flachelemente 2, 3 an der Übergabeposition Stillstehen oder zumindest nahezu Stillstehen, d.h. dass deren Geschwindigkeit in Längsrichtung sowie senkrecht zur Längsrichtung zumindest nahezu Null beträgt.

Zu diesem Zweck werden die Flachelemente 2, 3 entlang einer geeigneten Bahnkurve diskontinuierlich bewegt.

Für eine diskontinuierliche Bewegung der Flachelemente 2, 3 umfasst die dargestellte Vorrichtung 10 eine Aufstellplatte 11, welche die Flachelemente 2, 3 von der Zuführeinrichtung übernimmt.

Die Aufstellplatte 11 ist mittels eines in Fig. 1 nicht dargestellten Stellmechanismus derart antreibbar, dass ein durch die Aufstellplatte 11 aufgenommenes Flachelement 2 entlang einer durch einen Pfeil schematisch dargestellten Bahnkurve diskontinuierlich bewegt wird, sodass an der Übergabeposition das durch die Aufstellplatte 11 aufgenommene Flachelement 2 stillsteht oder zumindest nahezu stillsteht, oder zumindest die Geschwindigkeit der Flachelemente 2, 3 in Längsrichtung der Flachelemente 2, 3 Null oder zumindest nahezu Null beträgt. ln dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Aufstell platte 11 zu diesem Zweck um eine Schwenkachse 12 wie schematisch durch einen Pfeil angedeutet hin und her verschwenkt und die Schwenkachse 12 in vertikaler Richtung linear auf und ab bewegt.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausgestaltung einer Vorrichtung 10 zum Überführen von liegend angeordneten Flachelementen in eine stehende Anordnung in vier Zuständen. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 10 umfasst eine Aufstellplatte 11 und einen Stellmechanismus 13. Der dargestellte Stellmechanismus 13 ist als Kurbelmechanismus gestaltet und umfasst zwei gegenläufig angetriebene umlaufende Kurbeln 131, 132. Die erste Kurbel 131 ist mit der Aufstell platte 11 an einem entlang der Aufstellplatte 11 verschieblichen Gelenk gekoppelt, wobei eine Drehung der ersten Kurbel 131 eine hin und her gerichtete Verschwenkbewegung der Aufstellplatte 11 um eine an einem unteren Ende der Aufstellplatte 11 angeordnete Schwenkachse 12 bewirkt. Das untere Ende der Aufstellplatte 11 ist in vertikaler Richtung verschieblich gelagert. Die zweite Kurbel 132 ist mittels einer Koppelstange 133 mit dem in vertikaler Richtung verschieblich gelagerten Ende der Aufstellplatte 11 verbunden, sodass eine Drehung der zweiten Kurbel 132 eine auf und ab Bewegung des unteren Endes der Aufstellplatte bewirkt. Der Stellmechanismus 13 ist dabei derart ausgelegt, dass ein Umkehrpunkte der Schwenkbewegung der Aufstellplatte 11 an einer Übergabeposition erreicht wird, sodass nach einem erfolgten Aufrichten des Flachelements 2, 3 (s. Fig. 1) und ggf. einem Anlegen des Flachelements 2, 3 an einem Stapel 23, die Aufstell platte 11 von dem Stapel 23 in entgegengesetzter Richtung wegbewegt wird.

Fig. 2 (a) zeigt die Vorrichtung 10 in einem Zustand vor einer Übernahme eines in Fig. 2 nicht dargestellten Flachelements 2, 3. Fig. 2 (b) zeigt die Vorrichtung 10 in einem Zustand nach einer Übernahme des Flachelements 2, 3 und während einer Überführung des Flachelements 2, 3 in eine stehende Anordnung. Fig. 2 (c) zeigt die Vorrichtung 10 in einem Zustand vor einer Übergabe des Flachelements 2, 3. Fig. 2 (d) zeigt die Vorrichtung 10 in einem Zustand nach einer Übergabe des Flachelements 2, 3.

Die Darstellung des Kurbelmechanismus in Fig. 2 ist lediglich schematisch. Abmessungen der Elemente, eine relative Anordnung der Elemente und/oder ein Winkelversatz zwischen der ersten Kurbel 131 und der zweiten Kurbel 132 sind durch den Fachmann je nach Anwendungsfall geeignet wählbar.

Ebenso ist die Gestaltung des Stellmechanismus 13 als Kurbelmechanismus lediglich beispielhaft und es sind andere Stellmechanismen denkbar. Beispielsweise umfasst ein Stellmechanismus 13 in einer anderen, nicht dargestellten Ausgestaltung zwei getrennt ansteuerbare Konturscheiben.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Bewegung eines Flachelements 2 beim Überführen aus einer liegenden Anordnung mit einer Zuführgeschwindigkeit in eine stehende Anordnung.

Eine Zuführung der Flachelemente 2, 3 erfolgt mittels einer beispielsweise als Bandförderer gestalteten Zuführeinrichtung 4, mittels welcher die Flachelemente 2, 3 in Längsrichtung der Flachelemente 2, 3 mit einer Zuführgeschwindigkeit ungleich Null bewegt werden.

Die Flachelemente 2, 3 werden von der Zuführeinrichtung mit einer Zuführgeschwindigkeit mittels einer Aufstellplatte 11 übernommen. Das übernommene Flachelement 2 wird zum Überführen in die stehende Anordnung entlang einer Bahnkurve diskontinuierlich so bewegt, dass an der in der Fig. 3 rechts dargestellten Übergabeposition eine Geschwindigkeit des Flachelements 2 in dessen mittels eines Pfeils angedeuteten Längsrichtung Null oder zumindest nahezu Null beträgt. Dadurch ist eine stoßfreie oder zumindest nahezu stoßfreie Übergabe an eine nachfolgende Fördereinrichtung 5 möglich.

Wie in Fig. 3 dargestellt, erfolgt eine Übernahme der Flachelemente 2, 3 dabei bei einer Aufwärtsbewegung der Aufstellplatte 11, sodass ein Schwerpunkt der Flachelemente 2, 3 aus einer Ebene der Zuführeinrichtung 4 zunächst angehoben wird. Im weiteren Verlauf erfolgt eine Bewegung der Aufstellplatte 11 derart, dass der Schwerpunkt der Flachelemente 2, 3 unter die Ebene der Zuführeinrichtung 4 abgesenkt wird. Durch die Bewegung wird erzielt, dass Reibungskräfte auf das Flachelement 2, 3 wirken, welche in Kombination mit einwirkenden Fliehkräften eine Bewegung des Flachelements 2, 3 in dessen Längsrichtung entlang der Aufstellplatte 11 verhindern.

Alternativ oder zusätzlich ist in einer Ausgestaltung eine nicht dargestellte pneumatische Halteeinrichtung vorgesehen, sodass die Flachelemente 2, 3 beim Aufrichten und Abbremsen mittels Unterdrück an der Aufstellplattel 1 fixierbar sind.