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Title:
DEFLECTING DEVICE FOR SEPARATING AND DRAWING OFF A MATERIAL WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/247491
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a deflecting device for separating and drawing off a second material web (4) from a multilayer material web (1), said device comprising: a cut first material web (2a) having punching residues (2b); and the second material web (4), the deflection device (7) having a first deflection contour (71) over which the second material web (4) can be guided for separating and drawing off the second material web (4) from the cut first material web (2a), the deflection device (7) having a second deflection contour (72) over which the second material web (4) can be guided for deflecting a leading edge (20b) of a punching residue (2b), and the second deflection contour (72) not being equal to the first deflection contour (71). The invention also relates to an apparatus and to a method for separating and drawing off a material web from a multilayer material web.

Inventors:
WINTERER PHILIPP (DE)
JANSEN JOHANNES (DE)
HALDER KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/066565
Publication Date:
December 28, 2023
Filing Date:
June 20, 2023
Export Citation:
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Assignee:
OPTIMA LIFE SCIENCE GMBH (DE)
International Classes:
B26D3/28; B65H29/54; B65H41/00
Domestic Patent References:
WO2016166927A12016-10-20
WO2016033675A12016-03-10
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche Umlenkeinrichtung zum T rennen und Abziehen einer zweiten Mate rial bahn (4) von einer Mehrschichtmaterialbahn (1), umfassend eine eingeschnittene erste Materialbahn (2a) mit Stanzresten (2b) und die zweite Materialbahn (4), wobei die Umlenkeinrichtung (7) eine erste Umlenkkontur (71) aufweist, über welche die zweite Materialbahn (4) zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn (4) von der eingeschnittenen ersten Materialbahn (2a) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (7) eine zweite Umlenkkontur (72) aufweist, über welche die zweite Materialbahn (4) zum Umlenken einer Vorderkante (20b) eines Stanzrests (2b) führbar ist, wobei die zweite Umlenkkontur (72) ungleich der ersten Umlenkkontur (71) ist. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkkontur (71) keilförmig und die zweite Umlenkkontur (72) kreisbogenförmig ist. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkkontur (71) einen ersten Krümmungsradius und die zweite Umlenkkontur (72) einen zweiten Krümmungsradius aufweist, wobei der erste Krümmungsradius kleiner ist als der zweite Krümmungsradius. Vorrichtung zum Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn (4) von einer Mehrschichtmaterialbahn (1) umfassend eine eingeschnittene erste Materialbahn (2a) mit Stanzresten (2b) und die zweite Materialbahn (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Umlenkeinrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3 mit einer ersten Umlenkkontur (71) und einer zweiten Umlenkkontur (72) aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung (7) zumindest teilweise zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar gelagert ist, um wahlweise die zweite Materialbahn (4) über die erste Umlenkkontur (71) zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn (4) von der eingeschnittenen ersten Materialbahn (2a) oder über die zweite Umlenkkontur (72) zum Umlenken einer Vorderkante (20b) eines Stanzrests (2b) zu führen. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (7) oder Teile der Umlenkeinrichtung zwischen der ersten Position und der zweiten Position um eine Drehachse (73) drehbar gelagert ist, wobei insbesondere die Drehachse (73) koaxial zu einem Krümmungsmittelpunkt der zweiten Umlenkkontur (72) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellantrieb (8) für eine Verstellbewegung der Umlenkeinrichtung (7) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transportelement (9), insbesondere ein Vakuumtransportelement, vorgesehen ist, wobei die Mehrschichtmaterialbahn (1) stromaufwärts der Umlenkeinrichtung (7) mit einer der zweiten Materialbahn (4) gegenüberliegenden Seite auf dem Transportelement (9) ablegbar ist. Verfahren zum Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn (4) von einer Mehrschichtmaterialbahn (1), umfassend eine eingeschnittene erste Materialbahn (2a) und die zweite Materialbahn (4), mittels einer Umlenkeinrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3 mit einer ersten Umlenkkontur (71) und einer zweiten Umlenkkontur (72), wobei die Umlenkeinrichtung (7) zumindest teilweise zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt wird, um wahlweise die zweite Materialbahn (4) über die erste Umlenkkontur (71) zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn (4) von der eingeschnittenen ersten Materialbahn (2a) oder über die zweite Umlenkkontur (72) zum Umlenken einer Vorderkante (20b) eines Stanzrests (2b) zu führen. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (7) oder Teile der Umlenkeinrichtung (7) zwischen der ersten Position und der zweiten Position um eine Drehachse (73) gedreht wird. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Trenn- und Abziehvorgänge der zweiten Materialbahn (4) von der ersten Materialbahn (2a) und mit Stanzresten (2b) einander abwechseln, wobei die Umlenkeinrichtung (7) abwechselnd in die erste Position bzw. die zweite Position bewegt wird, wobei insbesondere die Umlenkeinrichtung (7) derart bewegt wird, dass jeweils zu Beginn eines Trenn- und Abziehvorgangs die Umlenkeinrichtung (7) in der ersten bzw. der zweiten Position angeordnet ist, und wobei während des Trenn- und Abziehvorgangs die Umlenkeinrichtung (7) in die zweite Position bzw. die erste Position bewegt wird.
Description:
Umlenkeinrichtung zum Trennen und Abziehen einer Materialbahn

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Umlenkeinrichtung zum Trennen und Abziehen einer Materialbahn von einer Mehrschichtmaterialbahn. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trennen und Abziehen einer Materialbahn von einer Mehrschichtmaterialbahn.

Es ist bekannt, Produkte und Zwischenprodukte mit zwei oder mehr Schichten in einem bahnverarbeitenden Verfahren und/oder einer bahnverarbeitenden Vorrichtung mittels Lamination von Materialbahnen aufzubauen. Als Lamination wird dabei im Zusammenhang mit der Anmeldung sowohl ein temporäres oder dauerhaftes Verbinden einer Materialbahn mit einer oder mehreren weiteren Materialbahnen oder Zuschnitten, als auch ein in der Regel temporäres Verbinden einer Materialbahn mit einer beispielsweise als Trägerbahn oder als Schutzfilm eingesetzten Materialbahn bezeichnet. Eine Mehrschichtmaterialbahn wird auch als Laminat bezeichnet. Ein Trennen und Abziehen einer Materialbahn von einem Laminat wird im Zusammenhang mit der Anmeldung auch als Delamination bezeichnet.

Mehrschichtmaterialbahnen sind für eine Vielzahl an Anwendungen als Endprodukte oder Zwischenprodukte bekannt, beispielsweise für die Herstellung eines Wundschnellverbands oder für die Herstellung eines Membranaufbaus unter anderem für Brennstoffzellen oder Elektrolyseure oder die Herstellung von Teilen davon.

Einzelne oder alle Materialbahnen können dabei mit Durchbrüchen oder Ausnehmungen versehen sein, die unterschiedlichen Funktionen dienen.

Beispielsweise ist es bekannt, eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) oder Teile davon für eine Brennstoffzelle oder einen Elektrolyseur aus Materialbahnen herzustellen. Die MEA umfasst eine Katalysator-beschichtete Membran (engl. Catalyst Coated Membrane, kurz CCM), an welcher einseitig oder beidseitig Randverstärkungen oder Rahmen (engl. Subgasket, Frame oder Rim) aus kostengünstigerem und widerstandsfähigerem Material vorgesehen sind. Dabei ist es bekannt, für die Rahmen eine Materialbahn bereitzustellen, wobei in die Materialbahn Ausnehmungen für Fenster eingebracht werden und die CCM derart mit der Materialbahn verbunden wird, dass ein aktiver Bereich in den Fenstern angeordnet wird und ein Rand des aktiven Bereichs der CCM durch die Fenster umgebende Bereiche abgedeckt wird. Alternativ oder zusätzlich zu Fenstern sind in anderen Ausgestaltungen an Materialbahnen für Rahmen oder andere Schichten weitere oder andere Ausnehmungen einzubringen, welche in einem späteren Materialverbund Kanalstrukturen oder Öffnungen für Anschlüsse bilden.

Ein Einbringen der Ausnehmungen erfolgt in bekannten Verfahren mittels Stanzen insbesondere mittels Rotationsstanzen. Es sind jedoch auch andere Schneidverfahren denkbar. Die Ausnehmungen begrenzende Schnitte werden im Zusammenhang mit der Anmeldung als Stanzkonturen bezeichnet, unabhängig von einem verwendeten Schneidverfahren.

Materialbahnen mit Stanzkonturen werden als eingeschnittene Materialbahnen bezeichnet.

Dabei ist es bekannt, die Materialbahn für ein Stanzen oder Schneiden mit einem Schutzfilm zu laminieren. Ein Stanzen oder Schneiden erfolgt dabei derart, dass Stanzkonturen in die Materialbahn eingebracht werden, durch welche die Materialbahn, nicht jedoch der Schutzfilm durchtrennt wird. Der Schutzfilm stellt so während und nach dem Stanzen oder Schneiden eine ausreichende Stabilität der Materialbahn sicher. Die durch die Stanzkonturen begrenzten Ausschnitte oder Reste werden im Zusammenhang mit der Anmeldung unabhängig von einem verwendeten Schneidverfahren als Stanzreste bezeichnet.

Dabei ist es weiter bekannt, den für das Stanzen verwendeten Schutzfilm nach dem Stanzen von der Materialbahn zu delaminieren, d.h. zu trennen und abzuziehen.

Die Stanzreste sind üblicherweise in einem Schritt mit der Delamination des Schutzfilms von der Materialbahn zu entfernen. Für eine Delamination des Schutzfilms sind Vorrichtungen mit Umlenkelementen, wie Umlenkrollen oder Umlenkkeilen bekannt, um welche der Schutzfilm umgelenkt wird.

AUFGABE UND LÖSUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Umlenkeinrichtung sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum sicheren Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn mit Stanzresten von einer eingeschnittenen Mehrschichtmaterialbahn zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 , 4 und 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Umlenkeinrichtung zum Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn von einer Mehrschichtmaterialbahn, welche eine eingeschnittene erste Materialbahn mit Stanzresten und die zweite Materialbahn umfasst, geschaffen, wobei die Umlenkeinrichtung eine erste Umlenkkontur aufweist, über welche die zweite Materialbahn zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn von der eingeschnittenen ersten Materialbahn führbar ist, und wobei die Umlenkeinrichtung eine zweite Umlenkkontur aufweist, über welche die zweite Materialbahn zum Umlenken einer Vorderkante eines Stanzrestes führbar ist, wobei die zweite Umlenkkontur ungleich der ersten Umlenkkontur ist.

Die Begriffe „ein“, „einer“ etc. werden im Zusammenhang mit der Anmeldung als unbestimmte Artikel und nicht als Zählwörter verwendet. Ebenso dienen die Begriffe „erster“ und „zweiter“ in Zusammenhang mit der Anmeldung lediglich zur Unterscheidung und geben keine Reihenfolge an. Auch verlangen die Begriffe „erste“, „erster“ etc. nicht zwangsweise ein Vorhandensein von zweiten baugleichen oder ähnlichen Elementen.

Durch die Umlenkeinrichtung mit zwei ungleichen Umlenkkonturen wird eine prozesssichere Möglichkeit geschaffen, um mittels einer Umlenkeinrichtung situativ die zweite Materialbahn ohne Umlenkung der eingeschnittenen ersten Materialbahn oder unter Umlenkung und Ablösen der Stanzreste sicher von der eingeschnittenen ersten Materialbahn zu trennen und abzuziehen.

Dies ist insbesondere bei der Herstellung von MEAs von Bedeutung, bei welchen in einem nachfolgenden Prozessschritt z. B. Funktionselemente mit hoher Genauigkeit relativ zu Fenstern in der ersten Materialbahn, welche nach Entfernen der Stanzreste in der ersten Materialbahn freigelegt werden, positioniert werden müssen.

Die erste und die zweite Umlenkkontur sind dabei je nach Anwendungsfall durch den Fachmann geeignet gestaltbar. Da bei Verfahren zum Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn von einer Mehrschichtmaterialbahn, bei welcher Trenn- und Abziehvorgänge der der zweiten Materialbahn ohne Stanzreste und mit Stanzresten einander abwechseln, insbesondere die Übergänge kritisch sind, sind die Umlenkkonturen in vorteilhaften Gestaltungen jeweils so gewählt, dass durch die erste Umlenkkontur sichergestellt wird, dass an die Stanzreste in Transportrichtung angrenzende Kanten der eingeschnittenen Materialbahn nicht abgelöst, und dass durch die zweite Umlenkkontur sichergestellt wird, dass eine Vorderkante der Stanzreste in Transportrichtung mit der zweiten Materialbahn von der ersten Materialbahn getrennt wird.

In einer Ausgestaltung ist zu diesem Zweck vorgesehen, dass die erste Umlenkkontur keilförmig und die zweite Umlenkkontur kreisbogenförmig ist. Die keilförmige Gestaltung erlaubt eine Umlenkung in einem spitzen Winkel zum Umlenken der zweiten Material bahn, wobei gleichzeitig die erste Materialbahn in Transportrichtung gehalten wird. Erreicht jedoch ein abzulösender Stanzrest die erste Umlenkkontur, so kann deren stark gekrümmte Wirkfläche dazu führen, dass der abzulösende Stanzrest mit seiner Vorderkante nicht dem Weg der zweiten Materialbahn folgt, sondern dass er von dieser abgeschält wird und an der ersten Materialbahn verbleibt. Die kreisbogenförmige zweite Umlenkkontur erlaubt dagegen ein Ablösen mit einem großen Krümmungsradius, durch welchen die Stanzreste sicher mit der zweiten Materialbahn umgelenkt werden.

Die Umlenkeinrichtung vereint dabei die Eigenschaften einer Umlenkrolle und eines Umlenkkeils in einer Einrichtung. Die Umlenkeinrichtung ist in einer Ausgestaltung einteilig als Umlenkelement gestaltet, wobei je nach Ausrichtung des Umlenkelements die erste oder die zweite Umlenkkontur in eine jeweilige Gebrauchsposition bringbar ist. Die Gebrauchspositionen sind dabei je nach Anwendungsfall gleich oder unterschiedlich. Die Umlenkkonturen sind dabei an einem Umfang des einteiligen Umlenkelements vorgesehen. In einer Ausgestaltung sind die Umlenkkonturen derart gewählt, dass die keilförmige erste Umlenkkontur begrenzende Flächen tangential an die kreisbogenförmige zweite Umlenkkontur angrenzen. Die Umlenkeinrichtung ist in einer anderen Ausgestaltung mehrteilig gestaltet, wobei Teile der Umlenkeinrichtung relativ zueinander bewegbar sind, um je nach Anordnung der Teile der Umlenkeinrichtung die erste oder die zweite Umlenkkontur in die jeweilige Gebrauchsposition bringbar ist.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Umlenkkontur einen ersten Krümmungsradius und die zweite Umlenkkontur einen zweiten Krümmungsradius aufweist, wobei der erste Krümmungsradius kleiner ist als der zweite Krümmungsradius. Der erste Krümmungsradius kann dabei derart klein gewählt werden, dass eine keilförmige Umlenkkante geschaffen wird. Der zweite Krümmungsradius kann dagegen derart gewählt werden, dass eine mit einer Umlenkrolle vergleichbare Umlenkkontur geschaffen wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn von einer Mehrschichtmaterialbahn, umfassend eine eingeschnittene erste Materialbahn mit Stanzresten und die zweite Materialbahn, geschaffen, wobei die Vorrichtung eine Umlenkeinrichtung mit einer ersten Umlenkkontur und einer zweiten Umlenkkontur aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung zumindest teilweise zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar gelagert ist, um wahlweise die zweite Materialbahn über die erste Umlenkkontur zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn von der eingeschnittenen ersten Materialbahn oder über die zweite Umlenkkontur zum Umlenken einer Vorderkante eines Stanzrests zu führen. Wie oben ausgeführt, ist die Umlenkeinrichtung je nach Ausgestaltung ein- oder mehrteilig, wobei bei einer mehrteiligen Gestaltung in einer Ausführungsform lediglich einzelne Elemente bewegt werden, um wahlweise die erste oder die zweite Umlenkkontur in Einsatz zu bringen.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung oder Teile der Umlenkeinrichtung zwischen der ersten Position und der zweiten Position um eine Drehachse drehbar gelagert ist/sind. Die Drehachse ist dabei in einer Ausgestaltung koaxial zu einem Krümmungsmittelpunkt der zweiten kreisbahnförmigen Umlenkkontur angeordnet. Die Drehbewegung ist dabei in einer Ausgestaltung auf eine Hin- und Herbewegung über einen definierten Winkelbereich begrenzt. In anderen Ausgestaltungen ist eine Drehbewegung um 360° möglich. In einer Ausgestaltung ist die zweite Umlenkkontur an einer mitlaufenden oder stationär angeordneten Walze oder einer stationären Kufe, über welche die Bahn gleitet, vorgesehen und die erste Umlenkkontur an einem relativ zu der Walze bewegbar gelagerten Bauteil. Das Bauteil ist dabei in einer Ausgestaltung um eine koaxial zu einer Mittelachse der Walze angeordnete Drehachse drehbar gelagert.

In einer Ausgestaltung ist ein Stellantrieb für eine Verstellbewegung der Umlenkeinrichtung vorgesehen. Der Stellantrieb ist dabei je nach Anwendungsfall beispielswese als pneumatischer, hydraulischer und/oder elektromotorischer Stellantrieb gestaltet. Der Stellantrieb ist in Ausgestaltungen derart betreibbar, dass die Umlenkeinrichtung abwechselnd in die erste Position bzw. die zweite Position bewegt wird, wobei insbesondere die Umlenkeinrichtung derart bewegt wird, dass jeweils zu Beginn eines Trenn- und Abziehvorgangs der zweiten Materialbahn ohne Stanzreste oder eines Trenn- und Abziehvorgangs der zweiten Materialbahn mit Stanzresten die Umlenkeinrichtung in der ersten bzw. der zweiten Position angeordnet ist, und wobei während des Trenn- und Abziehvorgangs die Umlenkeinrichtung in die zweite Position bzw. die erste Position bewegt wird.

In einer Ausgestaltung weist die Mehrschichtenmaterialbahn an einer der zweiten Materialbahn gegenüberliegenden Seite eine Transportbahn auf, welche nach einem Einbringen der Stanzkonturen auf die erste Materialbahn laminiert wird und die erste Materialbahn nach Abziehen der zweiten Materialbahn stabilisiert.

In einer anderen Ausgestaltung ist ein Transportelement, insbesondere ein Vakuumtransportelement, vorgesehen, wobei die Mehrschichtmaterialbahn stromaufwärts der Umlenkeinrichtung mit einer der zweiten Materialbahn gegenüberliegenden Seite auf dem Transportelement ablegbar ist. Das Transportelement dient dabei einer Stabilisierung. Das Transportelement ist je nach Anwendungsfall als umlaufendes Förderband oder als Walze gestaltet.

Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Trennen und Abziehen einer zweiten Materialbahn von einer Mehrschichtmaterialbahn, welche eine eingeschnittene erste Materialbahn mit Stanzresten und die zweite Materialbahn umfasst, mittels einer Umlenkeinrichtung mit einer ersten Umlenkkontur und einer zweiten Umlenkkontur geschaffen, wobei die Umlenkeinrichtung zumindest teilweise zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt wird, um wahlweise die zweite Materialbahn über die erste Umlenkkontur zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn von der eingeschnittenen ersten Materialbahn oder über die zweite Umlenkkontur zum Umlenken einer Vorderkante eines Stanzrests zu führen. Das Verfahren erlaub so eine prozesssichere Delamination der zweiten Materialbahn mit den Stanzresten ohne eine ungewünschte Verformung der ersten Materialbahn.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung oder Teile der Umlenkeinrichtung zwischen der ersten Position und der zweiten Position um eine Drehachse verdreht wird/werden.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Trenn- und Abziehvorgänge der zweiten Materialbahn ohne Stanzreste und mit Stanzresten einander abwechseln, wobei die Umlenkeinrichtung abwechselnd in die erste Position bzw. die zweite Position bewegt wird. Eine Bewegung erfolgt dabei in Ausgestaltungen mittels eines Stellantriebs. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung derart bewegt wird, dass jeweils zu Beginn eines Trenn- und Abziehvorgangs der zweiten Materialbahn ohne Stanzreste die Umlenkeinrichtung in der ersten bzw. der zweiten Position angeordnet ist und zu Beginn eines Trenn- und Abziehvorgangs der zweiten Materialbahn mit Stanzresten die Umlenkeinrichtung in der zweiten Position angeordnet ist, und wobei während des Trenn- und Abziehvorgangs die Umlenkeinrichtung in die zweite Position bzw. die erste Position bewegt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das nachfolgend anhand der schematischen Figuren erläutert ist. Dabei zeigen schematisch: Fig. 1: eine Mehrschichtmaterialbahn umfassend eine erste und eine zweite Materialbahn mit einer dazwischenliegenden Kleberschicht;

Fig. 2: ein Zwischenprodukt umfassend die eingeschnittene erste Materialbahn der Mehrschichtmaterialbahn gemäß Fig. 1 nach Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn von der ersten Materialbahn zusammen mit Fensterausschnitten der ersten Materialbahn;

Fig. 3: ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung umfassend eine Umlenkeinrichtung zum Trennen und Abziehen einer Materialbahn von einer eingeschnittenen Mehrschichtmaterialbahn;

Fig. 4: eine Umlenkeinrichtung zum Trennen und Abziehen einer Materialbahn von einer eingeschnittenen Mehrschichtmaterialbahn in einer ersten Position; und

Fig. 5: die Umlenkeinrichtung gemäß Fig. 4 in einer zweiten Position.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt schematisch eine Mehrschichtmaterialbahn 1 umfassend eine erste Materialbahn 2 und mit dieser mittels einer Kleberschicht 3 verbundene zweite Materialbahn 4.

Dabei handelt es sich bei der ersten Materialbahn 2 beispielsweise um eine Nutzfolie, welche durch die als Abdeckfolie gestaltete zweite Materialbahn 4 geschützt ist. Der Begriff Folie wird dabei für beliebige homogene Materialbahnen verwendet, welche je nach Anwendungsfall aus Kunststoff, Metall oder aus anderen Materialien oder Materialgemischen gefertigt sind.

Ein Kleber der Kleberschicht 3 ist beispielsweise als wärmeaktivierbarer Kleber ausgeführt, der in einem späteren Laminierprozess aufgeschmolzen wird, um die als Nutzfolie gestaltete erste Materialbahn 2 mit anderen Partnern zu verbinden und so ein Laminat zu bilden. Die Kleberschicht 3 ist dabei derart gewählt, dass diese auch bei Raumtemperatur eine gewisse Haftwirkung aufweist und ist damit in der Lage ist, die als Abdeckfolie gestaltete zweite Materialbahn 4 auf der ersten Materialbahn 2 zu halten.

Gemäß Fig. 1 sind in die erste Materialbahn 2 Stanzkonturen 5 für Fensterausschnitte eingebracht, die in einem Folgeschritt entfernt werden. Die zu entfernenden Fensterausschnitte werden als Stanzreste 2b bezeichnet. Ein Einbringen von Fensterausschnitten ist z. B. bei der Produktion von MEAs für Brennstoffzellen erforderlich. Ein Bereich der ersten Mate rial bahn 2 ohne die Stanzreste 2b wird als eingeschnittene erste Materialbahn 2a bezeichnet.

Ein Erzeugen der Stanzkonturen 5 erfolgt in Ausgestaltungen mittels geeigneter (nicht dargestellter) Stanzvorrichtungen, umfassend beispielsweise rotative oder flache Stanzwerkzeuge. Für einen Stanzprozess und eine nachfolgende Verarbeitung kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die Stanzvorrichtung derart gestaltet ist, dass eine Stanzung nicht durch alle Lagen der Mehrschichtmaterialbahn 1 dringt, sondern auf eine Materialbahn (oder bei Mehrschichtmaterialbahnen mit mehr als zwei Materialbahnen auf einen Teil der Materialbahnen), beispielsweise die als Nutzfolie gestaltete erste Materialbahn 2 und die Kleberschicht 3 begrenzt ist. Dies vereinfacht den Stanzprozess, da die Stanztiefe durch die auf einer gegenüberliegenden Seite des Stanzwerkzeugs angeordnete zweite Materialbahn 4, insbesondere eine untenliegende Abdeckfolie, nicht so präzise gewählt werden muss wie für ein Durchtrennen aller Materialbahnen. Zudem stabilisiert die nicht durchstanzte zweite Materialbahn 4 die eingeschnittene erste Materialbahn 2a bei einem Transport aus der Stanzvorrichtung zu weiteren Prozessstationen.

Um die beispielsweise als Nutzfolie gestaltete, eingeschnittene erste Materialbahn 2a in einem nachfolgenden Prozess mit Zuschnitten oder anderen Materialbahnen zu verbinden, ist die als Abdeckfolie gestaltete zweite Materialbahn 4 mit den Stanzresten 2b von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a zu trennen und abzuziehen, d.h. zu delaminieren.

Fig. 2 zeigt ein Zwischenprodukt 1a umfassend die eingeschnittene erste Materialbahn 2a der Mehrschichtmaterialbahn 1 gemäß Fig. 1 nach Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn 4 von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a. Ein Trennen und Abziehen erfolgt dabei zusammen mit den Stanzresten 2b der ersten Materialbahn 2, sodass die eingeschnittene erste Materialbahn 2a nach dem Abziehen der zweiten Materialbahn 4 Fenster 50 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verbleibt dabei die Kleberschicht 3 an der eingeschnittenen ersten Material bahn 2.

Bei dem so geschaffenen Produkt 1a handelt es sich beispielsweise um ein Zwischenprodukt, welches in weiteren Prozessschritte zur Herstellung von MEAs für Brennstoffzellen weiterverarbeitet wird.

In Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 6 zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn 4 von einer Mehrschichtmaterialbahn 1 , wobei die Mehrschichtmaterialbahn 1 eine eingeschnittene erste Materialbahn 2a mit Stanzresten 2b und die zweite Materialbahn 4 umfasst. Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung 6 umfasst eine Umlenkeinrichtung 7, über welche die zweite Mate rial bahn 4 zum Trennen und Abziehen geführt ist, einen Stellantrieb 8 und ein als Transportband, insbesondere als Vakuumtransportband, gestaltetes Transportelement 9.

Die Umlenkeinrichtung 7 weist eine erste Umlenkkontur 71 auf, über welche die zweite Materialbahn 4 wie in Fig. 3 dargestellt zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn 4 von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a führbar ist. Die erste Umlenkkontur 71 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel keilförmig und weist einen sehr kleinen ersten Krümmungsradius auf. Die Gestaltung ist durch den Fachmann je nach Anwendungsfall geeignet wählbar, sodass sichergestellt ist, dass eine Abtrennung der zweiten Materialbahn 4 auch an einer querlaufenden Kante 20a des Fensters 50 (vgl. Fig. 3) zuverlässig ohne Verformung der ersten Materialbahn 2 erfolgt.

Erreicht jedoch ein Stanzrest 2b die erste Umlenkkontur 71 , so kann deren stark gekrümmte Wirkfläche dazu führen, dass der Stanzrest 2b mit seiner Vorderkante 20b nicht dem Weg der zweiten Materialbahn 4 zum Trennen und Abziehen folgt, sondern dass er von dieser abgeschält wird und auf dem Transportelement 9 verbleibt.

Die Umlenkeinrichtung 7 weist daher weiter eine zweite Umlenkkontur 72 auf, über welche die zweite Materialbahn 4 zum Umlenken einer Vorderkante 20b eines Stanzrests 2b führbar ist.

Die Gestaltung der zweiten Umlenkkontur 72 ist durch den Fachmann je nach Anwendungsfall geeignet wählbar, sodass eine Vorderkannte 20b eines Stanzrests 2b sicher dem Weg der zweiten Materialbahn 4 zum Trennen und Ablösen folgt.

Die zweite Umlenkkontur 72 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck kreisbogenförmig und weist einen zweiten Krümmungsradius auf, welcher wesentlich größer als der erste Krümmungsradius ist.

Die Umlenkeinrichtung 7 ist zwischen einer in Fig. 3 dargestellten ersten Position, in welcher die zweite Materialbahn 4 über die erste Umlenkkontur 71 zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn 4 von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a geführt ist, und einer in Fig. 3 gestrichelt dargestellten zweiten Position, in welcher die zweite Materialbahn 4 über die zweite Umlenkkontur 72 Umlenken einer Vorderkante 20b eines Stanzrests 2b geführt ist, drehbar gelagert.

Fig. 4 zeigt die Umlenkeinrichtung 7 in einer ersten Position zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn 4 von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a und Fig. 5 zeigt die Umlenkeinrichtung 7 in einer zweiten Position zum Umlenken der Vorderkanten 20b der Stanzreste 2b.

Die Umlenkeinrichtung 7 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein stangenartiges Element mit einem tropfenförmigen Querschnitt gestaltet. Das Element ist als Ganzes um eine quer zur Bewegungsrichtung der Mehrschichtmaterialbahn 1 verlaufende Drehachse 73 zwischen einer in Fig. 3 und 4 dargestellten ersten Position und einer in Fig. 3 gestrichelt und in Fig. 5 dargestellten zweiten Position drehbar gelagert.

In einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Umlenkeinrichtung 7 zwei oder mehr relativ zueinander bewegbare Elemente, wobei die Elemente relativ zueinander bewegbar sind, um wahlweise die zweite Materialbahn 4 über die erste Umlenkkontur 71 zum Trennen und Abziehen der zweiten Materialbahn 4 von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a oder über die zweite Umlenkkontur 72 zum Umlenken einer Vorderkante 20b eines Stanzrests 2b zu führen.

Aufgrund der in regelmäßigen Abständen eingebrachten Stanzkonturen 5 (vgl. Fig. 1) wechseln Trenn- und Abziehvorgänge der zweiten Materialbahn 4 ohne Stanzreste 2b und Trenn- und Abziehvorgänge der zweiten Materialbahn 4 mit Stanzresten einander ab.

Die Umlenkeinrichtung 7 wird dabei derart bewegt, dass jeweils zu Beginn eines Trenn- und Abziehvorgangs der zweiten Materialbahn 4 ohne Stanzreste 2b oder eines Trenn- und Abziehvorgangs der zweiten Materialbahn 4 mit Stanzresten 2b die Umlenkeinrichtung 7 in der ersten bzw. der zweiten Position angeordnet ist, und wobei während des Trenn- und Abziehvorgangs die Umlenkeinrichtung in die zweite Position (vgl. Fig. 5) bzw. in die erste Position (vgl. Fig. 4) bewegt wird.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für eine Verstellbewegung der Umlenkeinrichtung 7 ein Stellantrieb 8 vorgesehen. Der Stellantrieb 8 ist in Fig. 3 schematisch durch einen ausfahrbaren Zylinder dargestellt. In anderen Ausgestaltungen ist eine angetriebene Drehachse 73 vorgesehen, die im Kreismittelpunkt des Kreisbogens der zweiten Kontur 72 angeordnet ist.

Der Stellantrieb 8 ist in Ausgestaltungen der Vorrichtung 6 als pneumatischer oder als elektromotorischer Stellantrieb gestaltet, der abhängig von einer Bahnposition geschaltet wird, um wahlweise die zweite Materialbahn 4 über die erste Umlenkkontur 71 zum Trennen und Abziehen der zweiten Material bahn 4 von der eingeschnittenen ersten Materialbahn 2a oder über die zweite Umlenkkontur 72 zum Umlenken einer Vorderkante eines Stanzrests zu führen.

Die Mehrschichtmaterialbahn 1 wird zur Stabilisierung stromaufwärts der Umlenkeinrichtung 7 mit einer der abzuziehenden zweiten Materialbahn 4 gegenüberliegenden Seite auf dem Transportelement 9 abgelegt. Das dargestellte Transportelement 9 ist als Transportband, insbesondere als Vakuumtransportband, gestaltet. In einer anderen Ausgestaltung ist das Transportelement 9 als Walze, insbesondere als Vakuumwalze, ausgeführt werden, welche von der Mehrschichtmaterialbahn 1 zumindest teilweise umschlungen wird.