DE102004040123B4 - Dosing device for powdery material and pressing device - Google Patents

Abstract

Dosiervorrichtung (10) für pulverförmiges Material (20) mit einer hohlzylindrischen Trommel (11) zur Aufnahme des Pulvermaterials (20), die motorisch in eine Rotationsbewegung um ihre Trommelachse versetzbar ist und im Bereich ihres Trommelmantels Perforationen aufweist, durch die Teilchen des Pulvermaterials (20) nach außerhalb der Trommel (11) dringen können, wobei im Inneren der Trommel (11) eine sich parallel der Trommelachse erstreckende, um ihre Erstreckungsachse rotierbare Bürsteinrichtung (14) mit radial ausgerichteten Bürstelementen (141) vorgesehen ist, sodass bei relativer Rotation von Trommel (11) und Bürsteinrichtung (14) Teilchen des Pulvermaterials (20) durch die Perforationen des Siebes bürstbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Trommelmantel als nahtloses Sieb ausgebildet und die Bürstenelemente (141) als parallel zu der oder helikal um die Rotationsachse erstreckte Lamellen ausgestaltet sind.metering (10) for powdery Material (20) with a hollow cylindrical drum (11) for receiving of the powder material (20), the motor in a rotational movement is displaceable about its drum axis and in the area of its drum shell Perforations, by the particles of the powder material (20) after outside the drum (11) can penetrate, wherein inside the drum (11) is a parallel to the drum axis extending, about their extension axis rotatable Bürsteinrichtung (14) with radially aligned brush elements (141) is provided so that upon relative rotation of drum (11) and brush direction (14) Particles of the powder material (20) through the perforations of the Siebes brushable are characterized in that the drum shell as seamless Screen formed and the brush elements (141) as parallel to or helically extended around the axis of rotation Slats are designed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung für pulverförmiges Material mit einer hohlzylindrischen Trommel zur Aufnahme des Pulvermaterials, die motorisch in eine Rotationsbewegung um ihre Trommelachse versetzbar ist und im Bereich ihres Trommelmantels Perforationen aufweist, durch die Teilchen des Pulvermaterials nach außerhalb der Trommel dringen können, wobei im Inneren der Trommel eine sich parallel der Trommelachse erstreckende, um ihre Erstreckungsachse rotierbare Bürsteinrichtung mit radial ausgerichteten Bürstelementen vorgesehen ist, sodass bei relativer Rotation von Trommel und Bürsteinrichtung Teilchen des Pulvermaterials durch die Perforationen des Siebes bürstbar sind.The The invention relates to a metering device for powdered material with a hollow cylindrical drum for receiving the powder material, the motor in a rotational movement about its drum axis displaceable is and has perforations in the area of its drum shell, penetrate through the particles of the powder material to the outside of the drum can, being inside the drum one parallel to the drum axis extending, about their extension axis rotatable Bürsteinrichtung provided with radially aligned brushing elements is, so with relative rotation of drum and brush direction Particles of the powder material through the perforations of the screen bürstbar are.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Pressvorrichtung zur Erzeugung einer flächigen Schicht durch Verdichten eines pulverförmigen Materials, umfassend zwei gegensinnig rotierbare Walzen zur Ausübung eines Drucks auf das in eine Walzenspalt zwischen ihnen hindurchgeführte Pulvermaterial und eine oberhalb der Walzen angeordnete Auftragungsvorrichtung zur Einbringung des Pulvermaterials in den Walzenspalt.The The invention further relates to a pressing device for production a flat layer by compacting a powdery Material comprising two oppositely rotatable rollers for exercising a Pressure on the powder material passed into a nip between them and an applicator disposed above the rollers for introducing the powder material into the nip.

Eine derartige, gattungsgemäße Pressvorrichtung ist aus DE 195 09 749 C2 bekannt. Dort wird eine Vorrichtung offenbart, die insbesondere zur Herstellung eines Membran-Elektroden-Moduls (MEA: Membrane Electrode Assembly) für eine Polymermembranelektrolyt-Brennstoffzelle geeignet ist. Bei der bekannten Vorrichtung wird aus der Auftragungsvorrichtung ein katalytisches Pulver in den Walzenspalt gerieselt. Gleichzeitig wird eine blatt- oder bandartige Trägerschicht durch den Walzenspalt geführt. Durch den von den Walzen auf das Trägermaterial und das Pulvermaterial ausgeübten Druck wird das Pulvermaterial zu einer Schicht verdichtet und mit dem Trägermaterial haltbar zu einem Verbundmaterial verpresst. Als Auftragungseinrichtung dient ein einfacher, im Querschnitt trichterförmiger Vorratsbehälter mit einem unmittelbar über dem Walzenspalt angeordneten Austragungsschlitz, der parallel zu dem Walzenspalt ausgerichtet ist. Die je Zeiteinheit in den Walzenspalt gerieselte Menge des Pulvermaterials hängt von der Beziehung zwischen Öffnungsbreite des Austragungsschlitzes und Korngröße des Pulvers ab und ist allein schwerkraftgetrieben.Such a generic pressing device is made DE 195 09 749 C2 known. There, a device is disclosed, which is particularly suitable for the production of a membrane electrode module (MEA: Membrane Electrode Assembly) for a polymer membrane electrolyte fuel cell. In the known device, a catalytic powder is sprinkled from the application device into the nip. At the same time a sheet or tape-like carrier layer is passed through the nip. By the pressure exerted by the rollers on the carrier material and the powder material pressure, the powder material is compacted into a layer and pressed durable with the carrier material to form a composite material. The application device is a simple, funnel-shaped in cross-section reservoir with a directly above the nip arranged Austragungsschlitz, which is aligned parallel to the nip. The amount of powder material sprayed into the nip per unit time depends on the relationship between the opening width of the discharge slot and the grain size of the powder and is gravity-driven alone.

Nachteilig bei dieser bekannten Pressvorrichtung ist die unbefriedigende Möglichkeit einer genauen Dosierung des in den Walzenspalt gerieselten Pulvermaterials. Insbesondere können Verklumpungen und Clusterbildungen zu Inhomogenitäten der Rieselmenge über die zeit und/oder die Länge des Austragungsschlitzes bzw. die Länge des Walzenspaltes, d.h. im Ergebnis über die Breite der erzeugten Schicht, führen. Zudem kann eine Verstopfung des Austragungsschlitzes nur verhindert werden, wenn dieser relativ zur Teilchengröße des Pulvers eine gewisse Mindestöffnungsbreite aufweist. Dies führt jedoch zu einer nicht unterschreitbaren Rieselmenge pro Zeiteinheit und damit zu einer ggf. unerwünschten Mindestdicke der erzeugten Schicht. Gerade bei der Herstellung von MEAs sind jedoch besonders dünne Elektroden- bzw. katalytische Schichten erwünscht.adversely in this known pressing device is the unsatisfactory possibility a precise dosage of the powdered material sprayed into the nip. In particular, you can Clumping and clustering to inhomogeneities of Rieselmenge over the time and / or the length the discharge slot or the length of the nip, i. in the result over the width of the generated layer, lead. In addition, a blockage of the Austragungsschlitzes can only be prevented if this relative to the particle size of the powder certain minimum opening width having. this leads to however, to a non-undershot Rieselmenge per unit time and thus to a possibly undesirable minimum thickness the generated layer. Especially in the production of MEAs are but especially thin Electrode or catalytic layers desired.

Aus der DE 195 48 421 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur kontinuierlichen MEA-Herstellung bekannt, bei der jedoch das katalytische Material zunächst in Lösung gebracht und dann auf das Trägermaterial aufgerakelt und heißverpresst wird. Dieses Verfahren ist auf Grund der erforderlichen Lösungs- und Trocknungsschritte aufwendig und damit kostspielig. Die direkte Verwendung trockenen Pulvermaterials ist dagegen zu bevorzugen.From the DE 195 48 421 A1 Another device for continuous MEA production is known in which, however, the catalytic material is first brought into solution and then knife-coated onto the substrate and hot pressed. This process is complicated due to the required solution and drying steps and thus costly. The direct use of dry powder material, however, is preferable.

Aus der DE 102 43 100 A1 ist eine weitere Beschichtungs- und Pressvorrichtung für MEAs bekannt, bei der Beschichtungspulver in einem trichterförmigen Vorratsbehälter vorgehalten und über eine Walze, die die untere Trichteröffnung verschließt, einer Presswalze zugeführt wird. Bei dieser Vorrichtung, bei der die Dosierung nur über die Spaltbreite zwischen Walze und Trichteröffnung eingestellt werden kann, hängt die Gleichmäßigkeit der Beschichtung stark von der Körnigkeit des Pulvers ab. Variationen, wie etwa clusterbildung, die sich z.B. aus unterschiedlichen Lagerbedingungen, Feuchtigkeiten, Druck etc. ergeben können, führen unmittelbar zu Variationen der Beschichtungsdicke.From the DE 102 43 100 A1 A further coating and pressing device for MEAs is known in which coating powder is held in a funnel-shaped storage container and fed to a press roll via a roller which closes the lower funnel opening. In this device, in which the dosage can be adjusted only across the gap width between roller and hopper opening, the uniformity of the coating depends strongly on the granularity of the powder. Variations, such as cluster formation, which can result, for example, from different storage conditions, humidities, pressure, etc., lead directly to variations in the coating thickness.

Aus der DE 24 62 342 A1 ist eine gattungsgemäße Dosiervorrichtung zur Farbpulverdosierung beim Textil-, insbesondere Teppichdruck bekannt, bei der im Inneren der Trommel ein Rakelgehäuse mit einem Vorratsbehälter für pulverförmigen Farbstoff angeordnet ist. Das Rakelgehäuse weist in seinem Boden, der in unmittelbarer Nähe zur Innenseite der Trommel liegt, eine spaltförmige Öffnung auf.From the DE 24 62 342 A1 a generic metering device for Farbpulverdosierung in textile, especially carpet printing is known in which a doctor blade housing is arranged with a reservoir for powdered dye inside the drum. The doctor housing has in its bottom, which is in close proximity to the inside of the drum, a gap-shaped opening.

Im Inneren des Rakelgehäuses ist eine Bürstenwalze angeordnet, die um ihre parallel zur Trommelachse gelegene Erstreckungsachse rotierbar ist. Die Länge der Bürstenfasern ist so bemessen, dass von oben aus dem Vorratsbehälter auf die Bürstenwalze rieselndes Pulver zu der Spaltöffnung transportiert und durch diese sowie die Perforationen im Trommelmantel hindurchgebürstet wird. Die Bürstenfasern sind so steif gestaltet, dass sie, nachdem sie durch Auflaufen auf einen Vorsprung umbiegen und hochschnellen, um überschüssiges Pulver zurück in den Vorratsbehälter zu katapultieren. Eine solche Dosiereinrichtung ist zwar geeignet für die Bedruckung von Teppichen mit vergleichsweise groben Mustern, d.h. mit relativ großen und relativ wenigen Perforationen der Trommelwand im Vergleich zu deren geschlossener Fläche. Für die Herstellung von MEAs, bei denen es auf eine besonders feine und gleichmäßige Auftragung des katalytischen Pulvers ankommt, ist sie jedoch nicht verwendbar. Dafür muss die lichte Fläche maximiert, die Größe der einzelnen Öffnungen jedoch in Anpassung an die verwendete Korngröße relativ klein gehalten werden, typischer Weise einige 100 μm. Bürstenwalzen mit Borsten oder Bürstenfasern, wie aus DE 24 62 342 A1 bekannt, haben den Nachteil, dass die Einzelborsten entweder so dick sind, dass sie einzelne Öffnungen verstopfen oder so dünn, dass keine ausreichende Steifigkeit gegeben ist, um die Pulverkörner aktiv durch die Trommelöffnungen zu bürsten. In jedem Fall kann keine zuverlässig gleichmäßige Verteilung des Pulvers gewährleistet werden.In the interior of the doctor blade housing a brush roller is arranged, which is rotatable about its axis of extension parallel to the axis of the drum. The length of the brush fibers is dimensioned so that from the top of the reservoir on the brush roller trickling powder is transported to the gap opening and is brushed through them and the perforations in the drum shell. The brush fibers are designed to be stiff enough to bend over and rebound into a protrusion by catapulting excess powder back into the reservoir. Although such a metering device is suitable for the printing of carpets with relatively coarse patterns, ie relatively large and relatively few Perforations of the drum wall compared to its closed surface. However, it can not be used for the production of MEAs which require particularly fine and uniform application of the catalytic powder. For this, the clear area must be maximized, but the size of the individual openings must be kept relatively small in adaptation to the grain size used, typically some 100 μm. Brush rollers with bristles or brush fibers, such as out DE 24 62 342 A1 are known to have the disadvantage that the individual bristles are either so thick that they clog individual openings or so thin that there is no sufficient rigidity to actively brush the powder grains through the drum openings. In any case, no reliable uniform distribution of the powder can be guaranteed.

Aus einem noch anderen technischen Gebiet, nämlich der Dosierung pulverförmiger Futterzusätze zu einer Futtermenge, ist durch die DE 93 09 114 U1 eine weitere Dosiervorrichtung bekannt. Da beim Einrieseln von Futterzusätzen in eine Futtermenge eine zeitlich sowie über die Breite der Dosiertrommel homogene Verteilung der Rieselmenge nicht von Bedeutung ist, sind bei der offenbarten Dosiervorrichtung keine entsprechenden Maßnahmen getroffen. Sie ist daher nicht zum Einsatz in Fällen geeignet, in denen die Homogenität der Rieselmenge von ausschlaggebender Bedeutung ist, wie dies etwa bei der Herstellung von MEAs der Fall ist, wo die Gleichmäßigkeit einer sehr dünnen Elektroden- und/oder katalytischen Schicht wesentlich für den Wirkungsgrad der resultierenden Brennstoffzelle ist.From yet another technical field, namely the dosage of powdered feed additives to a feed amount, is by the DE 93 09 114 U1 another metering device known. Since the trickling of feed additives into a feed quantity does not mean a homogeneous distribution of the trickle amount over time and across the width of the metering drum, no corresponding measures are taken in the disclosed metering device. It is therefore not suitable for use in cases in which the homogeneity of the Rieselmenge is of crucial importance, as is the case for example in the production of MEAs, where the uniformity of a very thin electrode and / or catalytic layer essential for the efficiency the resulting fuel cell is.

Einem ähnlichen Prinzip folgt eine in der EP 0 398 034 A2 offenbarte Vorrichtung zur Pulverbeschichtung mit einem rotierenden, an der Mantelfläche Öffnungen aufweisenden Zylinder. Der Zylinder wird von einer als Förderschnecke ausgebildeten Eintragsvorrichtung durchsetzt, mit der Pulver in dem Zylinder grob verteilt wird. Das Pulver rieselt durch die Rotation des Zylinders in Zusammenwirkung mit der Schwerkraft aus dem Zylinder auf die zu beschichtende Oberfläche.A similar principle follows in the EP 0 398 034 A2 disclosed apparatus for powder coating with a rotating, on the lateral surface openings cylinder. The cylinder is penetrated by a feed device designed as a screw conveyor, with which powder is roughly distributed in the cylinder. The powder trickles out of the cylinder onto the surface to be coated by the rotation of the cylinder in conjunction with gravity.

Dieselbe Druckschrift zitiert auch eine Vorrichtung mit zwei Walzen, nämlich einer geriffelten Dosierwalze und einer Bürstenwalze, die Pulver aus den Rillen der Dosierwalze herausbürstet und auf die zu beschichtende Oberfläche schleudert.the same Reference also cites a device with two rollers, namely one grooved metering roller and a brush roller, the powder from the Brush out the grooves of the metering roller and hurls at the surface to be coated.

Schließlich ist aus der DE 25 22 304 A1 eine Dosiervorrichtung bekannt, bei der Pulver über einen Trichter mit speziell ausgebildeten, abfallenden Wänden zugeführt wird.Finally, out of the DE 25 22 304 A1 a metering device is known in which powder is supplied via a funnel with specially trained, sloping walls.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Dosiervorrichtung derart weiter zu bilden, dass ein zeitlich sowie über die Breite der Dosiertrommel homogener Austrag des Pulvermaterials erreicht wird.It is an object of the present invention, a generic metering device continue to form so that a time as well as on the Width of the metering drum achieved homogeneous discharge of the powder material becomes.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Trommelmantel als nahtloses Sieb ausgebildet und die Bürstenelemente als parallel zu der oder helikal um die Rotationsachse erstreckte Lamellen ausgestaltet sind.These Task is combined with the features of the preamble of Claim 1 solved by that the drum shell formed as a seamless sieve and the brush elements as parallel to or helically extended around the axis of rotation Slats are designed.

Diesem Aspekt der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die bekannten Borsten der Bürsteinrichtung durch Lamellen zu ersetzen, die mit allen Trommelperforationen gleichermaßen wechselwirken ohne einzelne Öffnungen zu verstopfen oder an ihnen vorbei zu streichen. Die Kraft, die auf die Pulverteilchen wirkt und im Wesentlichen durch die Steifigkeit der Bürstelemente definiert ist, ist aufgrund der Erfindung über die gesamte Trommelbreite homogen. Die gewünschte oder erforderliche Steifigkeit ist durch Wahl des Materials bzw. der Lamellendicke nahezu beliebig realisierbar. Die Nahtfreiheit des Siebs ist erforderlich, um eine Homogenität der Verteilung der Perforation über den Umfang des Trommelmantels zu gewährleisten. Dazu können beispielsweise galvanisch hergestellte Siebe verwendet werden.this Aspect of the invention is based on the idea, the known bristles the brush direction by lamellae, which interact equally with all drum perforations without individual openings to clog or pass them. The power, the acts on the powder particles and essentially by the stiffness the brushing elements is defined, is due to the invention over the entire drum width homogeneous. The desired or required stiffness is determined by choice of the material or the slat thickness can be realized almost arbitrarily. The seam freedom of the sieve is required to ensure homogeneity of the distribution of perforation over the To ensure the circumference of the drum shell. Can do this For example, electroplated screens are used.

Der Fachmann wird erkennen, dass selbstverständlich die Größe der Sieböffnungen auf die Teilchengröße abgestimmt sein muss. Insbesondere dürfen die Sieböffnungen nicht so groß sein, dass der allein schwerkraftgetriebene Austrag in der Größenordnung des durch die Bürsteinrichtung erzwungenen Austrags liegt. Die Austragsmenge ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Wahl der Größe der Sieböffnungen sowie die Rotationsgeschwindigkeit der Bürsteinrichtung und/oder der Dosiertrommel wählbar.Of the A person skilled in the art will recognize that of course the size of the screen openings matched to the particle size have to be. In particular, allowed the sieve openings not be that big that solely gravity-driven discharge of the order of magnitude of the brushing direction forced discharge. The discharge rate is in the device according to the invention by choosing the size of the sieve openings as well as the rotational speed of the Bürsteinrichtung and / or the Dosing drum selectable.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Pressvorrichtung derart weiter zu bilden, dass die Homogenität der erzeugten Schicht verbessert wird.It Another object of the invention is a generic pressing device such that the homogeneity of the produced layer improves becomes.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen von Anspruch 11 dadurch gelöst, dass als Auftragungsvorrichtung eine Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.These The object is achieved in conjunction with the features of claim 11 solved, that as an application device, a metering device after a the claims 1 to 10 is provided.

Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Homogenität der erzeugten Schicht insbesondere von der Homogenität der Austragsmenge aus der Auftragsvorrichtung in den Walzenspalt abhängt, wobei eine Homogenität über die Länge des Walzenspaltes entscheidend für die Homogenität über die Breite der erzeugten Schicht ist, wohingegen die zeitliche Homogenität des Pulveraustrags Auswirkung auf die Homogenität über die Länge der erzeugten Schicht hat. Anders als beim Stand der Technik ist es bei zeitlicher und räumlicher Homogenität der Austragsmenge des Pulvers ausreichend, die Größe des Walzenspaltes, d.h. den Abstand der beiden Walzen, geeignet einzustellen. Schichtdicke und Schichtdichte sind dann lediglich von der Austragsmenge abhängig, die ihrerseits durch geeignete Wahl der Sieböffnungen und der Bürst- und/oder Trommelgeschwindigkeiten einstellbar ist. Bei herkömmlichen Pressvorrichtungen ist hingegen üblicherweise eine Steuerung des Walzenspaltes in Form einer Spaltbreitensteuerung oder einer Drucksteuerung vorgesehen. Bei inhomogenem Pulvereintrag in den Walzenspalt führt jedoch eine druckgesteuerte Walzenregelung zu Dicken-Inhomogenitäten und eine spaltbreitengesteuerte Walzenregelung zu Dichte- Inhomogenitäten der erzeugten Schicht. Selbstverständlich schließt die vorliegende Erfindung eine derartige Walzensteuerung jedoch nicht aus. Ihre Bedeutung für die Ausbildung der Schicht wird lediglich in vorteilhafter Weise reduziert.This aspect of the invention is based on the recognition that the homogeneity of the layer produced depends, in particular, on the homogeneity of the discharge quantity from the applicator into the nip, homogeneity along the length of the nip being decisive for the homogeneity across the width of the layer produced the temporal homogeneity of the powder discharge has an effect on the homogeneity over the length of the produced layer. Unlike the prior art, it is in temporal and spatial Licher homogeneity of the discharge of the powder sufficient to adjust the size of the nip, ie the distance between the two rolls suitable. Layer thickness and layer density are then dependent only on the discharge, which in turn can be adjusted by a suitable choice of the screen openings and the brushing and / or drum speeds. On the other hand, in conventional press devices, control of the nip in the form of a gap width control or a pressure control is usually provided. In the case of inhomogeneous powder introduction into the nip, however, pressure-controlled roll control leads to thickness inhomogeneities and gap-width-controlled roll control leads to density inhomogeneities of the layer produced. Of course, however, the present invention does not exclude such roller control. Their importance for the formation of the layer is reduced only in an advantageous manner.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung und der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Especially advantageous embodiments of Dosing device according to the invention and the pressing device according to the invention are in the dependent claims specified.

Wie bereits erwähnt sind die Rotationsgeschwindigkeiten der Trommel und/oder der Bürsteinrichtung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung für die resultierende Austragsmenge von wesentlicher Bedeutung. Um eine besonders einfache Einstellbarkeit dieser Größen zu erreichen, ist bei einer besonderes vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel und/oder der Bürsteinrichtung steuerbar sind. Dies kann durch manuelle Eingabe von Steuerwerten, durch Einlesen der Steuerwerte aus Datenspeichern und/oder durch automatische Berechnung der Steuerwerte, insbesondere im Rahmen geschlossener Regelkreise, erfolgen. Bei steuerbarer Trommel und Bürsteinrichtung können diese gemeinsam oder separat ansteuerbar sein.As already mentioned are the rotational speeds of the drum and / or the Bürsteinrichtung the metering device according to the invention for the resulting Discharge amount of essential importance. To a particularly simple Adjustability of these sizes to achieve is provided in a particularly advantageous embodiment that the rotational speed of the drum and / or the Bürsteinrichtung are controllable. This can be done by manually entering control values, through Reading the control values from data memories and / or by automatic Calculation of the control values, in particular in the context of closed control loops, respectively. With controllable drum and Bürsteinrichtung this can be controlled jointly or separately.

Günstigerweise sind die Rotationsrichtungen von Trommel- und Bürsteinrichtungen einander entgegen gerichtet. Ein ähnlicher Effekt ist jedoch erzeugbar, indem Trommel- und Bürsteinrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren gelassen werden, so dass sich eine resultierende Relativgeschwindigkeit einstellt.conveniently, the directions of rotation of drum and Bürsteinrichtungen are opposite to each other directed. A similar one Effect, however, is producible by drum and brush direction be rotated at different speeds, so that a resulting relative speed sets.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Inneren der Trommel eine sich parallel der Trommelachse erstreckende Fördereinrichtung zur Verteilung des Pulvermaterials über die Breite der Trommel angeordnet ist. Eine solche Fördervorrichtung stellt sicher, dass zu jedem Zeitpunkt während des Betriebs an jeder Stelle über die Breite der Trommel ein Überschuss an Pulvermaterial vorliegt, welches mittels der Bürsteinrichtung durch die Sieböffnungen gebürstet werden kann. Somit wird die Austragsmenge im Wesentlichen durch die Wechselwirkung zwischen Bürsteinrichtung, Sieb und Pulverteilchen bestimmt.at a development of the invention is provided that inside the drum a parallel to the drum axis extending conveyor for distributing the powder material across the width of the drum is arranged. Such a conveyor Make sure that at every point during operation at each Place over the width of the drum is a surplus is present on powder material, which by means of brushing through the screen openings brushed can be. Thus, the discharge amount is substantially through the interaction between brush direction, Sieve and powder particles determined.

Um ein Nachfüllen der Trommel während des laufenden Betriebes zu gewährleisten, ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Fördervorrichtung als Förderschnecke ausgebildet ist, die in einem über seine Länge offenen oder öffenbaren Gehäuse angeordnet ist, welches mit einem Vorratsbehälter für das Pulvermaterial in Verbindung steht. Durch die Förderschnecke kann kontinuierlich oder chargenweise Pulver aus dem Vorratsbehälter in das Schneckengehäuse transportiert werden. Ist in dem Schneckengehäuse eine dauerhafte z.B. schlitzförmige Öffnung vorgesehen, erfolgt das Nachfüllen der Trommel kontinuierlich. Alternativ kann vorgesehen sein, zunächst das Schneckengehäuse zu füllen und dann zu öffnen, so dass es sich chargenweise in die Dosiertrommel entleert.Around a refill the drum during the to ensure ongoing operation, is provided in a development of the invention that the conveyor as a screw conveyor is trained in an over his length open or openable casing which is in communication with a reservoir for the powder material stands. Through the screw conveyor can be continuous or batch powder from the storage tank in the snail shell be transported. If a permanent, e.g. slot-shaped opening provided, the refilling takes place the drum continuously. Alternatively it can be provided, first the snail shell to fill and then open, so that it emptied batchwise into the dosing drum.

Alternativ zur Förderschnecke kann bei einer anderen Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung ein außerhalb oder von außerhalb der Trommel mit dem Pulvermaterial befüllbarer Hohlstab ist, der im Inneren der Trommel kontinuierlich oder chargenweise entleerbar ist. Der Hohlstab entspricht in seiner Funktion im Wesentlichen dem oben erwähnten Schneckengehäuse, wobei seine Befüllung jedoch auf andere Weise erfolgt. Beispielsweise kann Pulvermaterial in den Hohlstab eingeblasen werden. Alternativ kann der Hohlstab auch außerhalb der Trommel und separiert von ihr befüllt werden und seitlich in die Trommel eingeführt und dort entleert werden. Derartige Hohlstäbe können auch als vorzugsweise versiegelte und unmittelbar vor Gebrauch zu öffnende Vorrats- und Transportbehältnisse für das sehr teure Pulvermaterial dienen, z.B. im Fall eines katalytischen Pulvers zur MEA-Herstellung.alternative to the screw conveyor can be provided in another embodiment of the invention, that the conveyor an outside or from outside The drum with the powder material fillable hollow bar is in the Inside the drum can be emptied continuously or in batches is. The hollow bar essentially corresponds in its function the above mentioned Snail shells, being his filling but done otherwise. For example, powder material be blown into the hollow bar. Alternatively, the hollow bar can also outside the drum and separated from it are filled and laterally in the drum is inserted and to be emptied there. Such hollow rods can also be considered as preferred sealed storage and transport containers to be opened immediately before use for the serve very expensive powder material, e.g. in the case of a catalytic Powder for MEA production.

Unabhängig von der speziellen Ausgestaltung ist die Fördervorrichtung günstigerweise oberhalb der Bürsteinrichtung angeordnet.Independent of the special design, the conveyor is conveniently above the Bürsteinrichtung arranged.

Günstigerweise ist oberhalb der Bürsteinrichtung und besonders bevorzugt zwischen Bürsteinrichtung und Fördervorrichtung ein Abstreifelement zur Reinigung der Bürstelemente von anhaftenden Materialteilchen angeordnet. Das Abstreifelement kann beispielsweise die Form eines Abstreifblechs haben, Hierdurch wird ein stets gleichbleibender Zustand der Bürstelemente bei jeder Umdrehung der Bürsteinrichtung gewährleistet. Zudem kann das Abstreifelement gleichzeitig als Leitelement für das aus der Fördereinrichtung eingebrachte Pulvermaterial dienen.conveniently, is above the Bürsteinrichtung and particularly preferably between Bürsteinrichtung and conveyor a stripping element for cleaning the brush elements from adhering Material particles arranged. The stripping element can, for example have the shape of a Abstreifblechs, This is always a constant Condition of the brush elements at each revolution of brushing direction guaranteed. In addition, the scraper can simultaneously as a guide for the the conveyor serve introduced powder material.

Vorteilhafterweise ist unterhalb der Trommel eine im Querschnitt trichterartige Pulverleitvorrichtung mit einem sich parallel der Trommelachse erstreckenden Austragungsschlitz vorgesehen. Eine derartige Leitvorrichtung unterscheidet sich wesentlich von dem trichterförmigen Vorratsbehälter gemäß dem Stand der Technik nach DE 195 09 749 C2 . Für die Dosierung des Pulvermaterials ist sie irrelevant. Ihre Aufgabe besteht allein darin, die wohldosierte Pulvermenge einem langgestreckten Ziel, beispielsweise dem Walzenspalt zwischen zwei Presswalzen, zuzuführen und vorzugsweise dabei Einflüsse der Luftströme abzuschotten.Advantageously, below the drum is a funnel-like powder guide in cross-section tion provided with a parallel to the drum axis extending discharge slot. Such a guide differs significantly from the funnel-shaped reservoir according to the prior art DE 195 09 749 C2 , For the dosage of the powder material, it is irrelevant. Their sole purpose is to supply the well-dosed quantity of powder to an elongate target, for example the nip between two press rolls, and preferably to seal off influences of the air streams.

Bei einer günstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Walzen temperierbar, insbesondere heizbar ist. Hierdurch wird es möglich, das in den Walzenspalt eingebrachte Pulver nicht nur zu verdichten sondern auch gegebenenfalls aufzuschmelzen und heiß zu verpressen.at a cheap one Further development of the pressing device according to the invention it is provided that at least one of the rollers can be tempered, in particular is heatable. This will make it possible that not only to compact powder introduced in the nip but if necessary also melt and hot to press.

Obgleich die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich geeignet ist, das in den Walzenspalt eingebrachte Pulvermaterial zu einer selbsttragenden Schicht zu verpressen, kann bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zusammen mit dem Pulvermaterial ein flächiges Trägermaterial durch den Walzenspalt hindurchführbar ist, um mit dem Pulvermaterial beschichtet zu werden. Während die erstgenannte Variante beispielsweise zum Erzeugen einer eigenständigen Elektroden- und/oder katalytischen Schicht für eine MEA einer Brennstoffzelle verwendet werden kann, bietet sich die zweite Variante beispielsweise zur Beschichtung einer Polymermembran mit einer Elektroden- und/oder katalytischen Schicht zur Erzeugung einer MEA für eine Brennstoffzelle in einem Arbeitsgang an. Im Fall, dass eine separate Elektrode, bestehend aus einer katalytischen Schicht auf einer Gasdiffusionslage, hergestellt werden soll, kann als flächiges Trägermaterial eine solche Gasdiffusionslage, vorzugsweise aus einem faserartigen Material in Form eines Vlieses, Gewebes, Gewirkes, Gitters oder Papiers verwendet werden.Although the device according to the invention in principle suitable is, introduced into the nip powder material to a Self-supporting layer can be used in a training be provided of the invention that, together with the powder material a flat support material can be passed through the nip is to be coated with the powder material. While the the former variant, for example, for generating a separate electrode and / or catalytic layer for an MEA of a fuel cell can be used, offers itself the second variant, for example, for coating a polymer membrane with an electrode and / or catalytic layer for production an MEA for a fuel cell in one operation. In the event that one separate electrode consisting of a catalytic layer on a gas diffusion layer to be produced, can be used as a sheet carrier material Such a gas diffusion layer, preferably of a fibrous type Material in the form of a fleece, fabric, knitted fabric, grid or Paper used.

Wird ein Trägermaterial verwendet, kann die Auftragsvorrichtung oberhalb des Walzenspaltes seitlich derart von dem Walzenspalt versetzt angeordnet sein, dass das Pulvermaterial auf das Trägermaterial fällt und zusammen mit diesem den Walzenspalt durchläuft. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Trägermaterial mit einem Haftmittel präpariert ist, um das auf das Trägermaterial fallende Pulvermaterial wenigstens bis zum Eintritt in den Walzenspalt zu binden. Mit anderen Worten wird bei dieser Variante zunächst das Trägermaterial mit dem Pulvermaterial berieselt, wonach die beiden Materialien miteinander zu einem Verbundmaterial verpresst werden. Als Haftmittel kann beispielsweise ein geeignetes Klebemittel wirken oder auch Lösungsmittel, welches die Oberfläche des Trägermaterials anlöst und für das Pulvermaterial haftend macht. Materialabhängig kann Ähnliches auch durch Heizen des Trägermaterials erreicht werden. Alternativ kann das Trägermaterial in geeigneter Weise oberflächenbehandelt sein, beispielsweise durch Coronaentladung oder Plasmabehandlung. Dadurch wird erreicht, dass die Oberfläche des Trägermaterials so verändert ist, dass ein besserer Verbund zwischen Trägermaterial und Pulvermaterial erreichbar ist.Becomes a carrier material used, the applicator can above the nip side be arranged offset from the nip, that the powder material on the carrier material falls and goes through with it the nip. It can advantageously be provided that the carrier material prepared with an adhesive is to the falling on the substrate Powder material at least until it enters the nip tie. In other words, in this variant, first support material sprinkled with the powder material, after which the two materials be pressed together to form a composite material. As an adhesive For example, it may act as a suitable adhesive or may Solvent, which the surface dissolves the carrier material and for the powder material liable. Depending on material can do the same also by heating the carrier material be achieved. Alternatively, the carrier material may be suitable surface treated be, for example by corona discharge or plasma treatment. This ensures that the surface of the carrier material is changed so that a better bond between substrate and powder material is reachable.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auffangvorrichtung seitlich derart von dem Walzenspalt angeordnet ist, dass das Pulvermaterial auf eine erste der Walzen fällt und zusammen mit dem Trägermaterial, welches über eine zweite der Walzen umgelenkt wird, den Walzenspalt durchläuft. Trägermaterial und Pulvermaterial werden bei dieser Ausführungsform über zwei unterschiedliche Walzen herangeführt und im Walzenspalt vereinigt.alternative can be provided that the collecting device laterally so is arranged from the nip that the powder material to a first of the rolls falls and together with the carrier material, which over a second of the rollers is deflected, passes through the nip. Support material and Powder material in this embodiment are over two different rolls brought and united in the nip.

Eine weitere Alternative besteht darin, die Auftragsvorrichtung über dem Walzenspalt, d.h. oberhalb und nicht seitlich versetzt, anzuordnen. Das Pulvermaterial wird bei dieser Variante unmittelbar in den Walzenspalt eingerieselt.A Another alternative is the applicator over the Nip, i. above and not laterally offset, to arrange. The powder material is in this variant directly into the nip is trickled.

Bei einer komplexeren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung, bei der mehrere Dosiervorrichtungen zum Einsatz kommen, kann eine Zuführung des Pulvermaterials oder verschiedener Pulvermaterialien in den Walzenspalt beidseitig des Trägermaterials erfolgen. Dabei können die vorgenannten Anordnungsalternativen der Dosiervorrichtungen relativ zum Walzenspalt je nach Erfordernis unterschiedlich kombiniert werden.at a more complex embodiment of the pressing device according to the invention, in which several metering devices are used, a feed of the powder material or various powder materials in the Nip on both sides of the substrate respectively. It can the aforementioned arrangement alternatives of the metering devices combined differently depending on requirements relative to the nip become.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung sowie den Zeichnungen, in denenFurther Details of the invention will become apparent from the following specific Description as well as the drawings in which

1: schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung darstellt; 1 Fig. 1 schematically shows an embodiment of a pressing device according to the invention;

2 und 3: weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung darstellen; 2 and 3 : represent further embodiments of the pressing device according to the invention;

4: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung darstellt; 4 FIG. 1 shows another embodiment of the pressing device according to the invention; FIG.

5: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung darstellt. 5 FIG. 1 shows a further embodiment of the pressing device according to the invention.

1 stellt eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung dar. Mittels einer Dosiervorrichtung 10 wird ein Pulvermaterial 20 dosiert und zusammen mit einem Trägermaterial 30 durch den Walzenspalt eines gegenläufig rotierenden Walzenpaares 40 geführt, wobei das Pulvermaterial 20 verdichtet und auf das Trägermaterial 30 auf gepresst wird, so dass ein mehrschichtiges Verbundmaterial 50 entsteht. 1 represents a pressing device according to the invention. By means of a metering device 10 becomes a powder material 20 metered and together with a carrier material 30 through the nip of a counter-rotating pair of rollers 40 led, wherein the powder material 20 compacted and onto the substrate 30 is pressed on, so that one multilayer composite material 50 arises.

Die Dosiervorrichtung 10 umfasst eine rotierbare Siebtrommel 11, deren Trommelmantel aus einem nahtlosen, vorzugsweise galvanisch hergestellten Sieb besteht. Form und Größe der Sieböffnungen sind dabei an Form und Größe der Teilchen des Pulvermaterials 20 anzupassen. Beispielsweise können quadratische Öffnungen mit ca. 410 μm Seitenlänge verwendet werden, die von Stegen mit ca. 185 μm Dicke umgeben sind. Zur Vergrößerung der offenen Gesamtfläche des Siebes kann auch beispielsweise ein Gitter mit wabenartig angeordneten, hexagonalen Öffnungen von ca. 450 μm bis 500 μm Weite verwendet werden, die durch Stege in der Größenordnung von 190 μm getrennt sind. Diese Größe stellen beispielhafte Werte dar, die sich in einem Fall der Herstellung einer Elektrodenschicht für eine MEA bewährt haben. Je nach Einsatzbereich können auch andersartig geformte Öffnungen und Stege anderer Größen verwendet werden. Wesentlich ist jedoch die Gleichförmigkeit des Gitters um den gesamten Umfang, um die zeitliche Homogenität des Pulveraustrags zu gewährleisten.The dosing device 10 includes a rotatable sieve drum 11 whose drum shell consists of a seamless, preferably galvanically produced sieve. Shape and size of the screen openings are in shape and size of the particles of the powder material 20 adapt. For example, square openings can be used with about 410 microns side length, which are surrounded by webs with about 185 microns thick. To increase the open total area of the screen, it is also possible, for example, to use a grid with honeycomb-like, hexagonal openings of approximately 450 μm to 500 μm in width, which are separated by webs of the order of magnitude of 190 μm. This size represents exemplary values that have been proven in a case of fabricating an electrode layer for an MEA. Depending on the area of use, differently shaped openings and webs of other sizes can also be used. However, the uniformity of the grid around the entire circumference is essential in order to ensure the homogeneity of the powder discharge over time.

Das Pulvermaterial 20 wird der Siebtrommel 11 bei der gezeigten Ausführungsform über eine Fördereinrichtung 12 zugeführt, die eine in einem Gehäuse 121 angeordnete Förderschnecke 122 umfasst. Das Gehäuse 121 steht mit einem in 1 nicht dargestellten Vorratsbehälter in Verbindung, von dem die Förderschnecke 122 Pulvermaterial in das Gehäuse 121 transportiert. Durch eine schlitzartige Öffnung 123 in dem Gehäuse 121 fällt das Pulvermaterial 20 in die Siebtrommel 11, wobei bereits eine weitgehend gleichmäßige Verteilung über die Breite der Siebtrommel erfolgt.The powder material 20 becomes the sieve drum 11 in the embodiment shown via a conveyor 12 fed, the one in a housing 121 arranged screw conveyor 122 includes. The housing 121 stands with a in 1 Not shown reservoir in connection, of which the screw conveyor 122 Powder material in the housing 121 transported. Through a slot-like opening 123 in the case 121 falls the powder material 20 in the sieve drum 11 , where already a largely uniform distribution across the width of the screen drum takes place.

Bei der gezeigten Ausführungsform fällt das Pulvermaterial 20 auf ein Leitblech 13 und füllt die Siebtrommel 11 bis zu einem erwünschten Füllstand. Im unteren Bereich der Siebtrommel 11 ist eine rotierende Bürste 14 angeordnet, deren radial ausgerichtete, über den Umfang verteilte Bürstelemente 141 beispielsweise als Borsten oder Lamellen ausgeführt sein können. Die Rotationsrichtungen und -geschwindigkeiten der Siebtrommel 11 und der Bürste 14 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich im unteren Bereich eine Relativgeschwindigkeit ergibt. Auf diese Weise bürsten die Bürstelemente 141 das Pulvermaterial 20 durch die Öffnungen der Siebtrommel 11. Bei geeigneter Abstimmung von Teilchengröße des Pulvermaterials 20 und Größe der Sieböffnungen erfolgt der Austrag des Pulvermaterials 20 im Wesentlichen aufgrund der Bürstwirkung, wohingegen der Auslass aufgrund reiner Schwerkraft vorzugsweise vernachlässigbar ist. Auf diese Weise ergibt sich ein zeitlich und über die Breite der Siebtrommel 11 homogener Teilchenstrom, der aus der Siebtrommel 11 austritt.In the embodiment shown, the powder material falls 20 on a baffle 13 and fill the sieve drum 11 to a desired level. In the lower part of the sieve drum 11 is a rotating brush 14 arranged, the radially oriented, distributed over the circumference brush elements 141 for example, may be designed as bristles or fins. The rotational directions and speeds of the sieve drum 11 and the brush 14 are coordinated so that there is a relative speed in the lower area. In this way brush the brush elements 141 the powder material 20 through the openings of the sieve drum 11 , With proper matching of particle size of the powder material 20 and size of the screen openings, the discharge of the powder material 20 essentially due to the brushing action, whereas the outlet is preferably negligible due to gravity alone. In this way results in a time and across the width of the screen drum 11 homogeneous particle stream coming out of the sieve drum 11 exit.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist unterhalb der Siebtrommel 11 eine trichterartige Leitvorrichtung 15 angeordnet, die einen parallel zur Achse der Siebtrommel 11 ausgerichteten Auslassschlitz 151 aufweist. Die Leitvorrichtung 15 kann zur Konzentration des Teilchenstrahls sowie zur Umlenkung auf ein bestimmtes Ziel hin verwendet werden.In the embodiment shown is below the screen drum 11 a funnel-like guide 15 arranged one parallel to the axis of the sieve drum 11 aligned outlet slot 151 having. The guiding device 15 can be used to concentrate the particle beam as well as to redirect to a specific target.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Leitblech 13 so angeordnet, dass es von den Bürstelementen 141 bei deren Rotation gestreift wird. Das Leitblech 13 dient somit als Abstreifelement zur Reinigung der Bürstelemente 141 von anhaftenden Pulverteilchen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Bürstelemente, welche im unteren Bereich der Siebtrommel 11 Pulverteilchen durch die Sieböffnungen bürsten, stets den gleichen Zustand haben und sich nicht etwa im Laufe der Zeit durch anhaftende Pulverteilchen effektiv verbreitern oder verlängern. Zudem wird auf diese Weise einer Verklumpung und Clusterbildung der Teilchen entgegengewirkt.At the in 1 illustrated embodiment is the baffle 13 so arranged it from the brushing elements 141 is streaked during their rotation. The baffle 13 thus serves as a stripping element for cleaning the brush elements 141 of adhering powder particles. In this way it is ensured that the brushing elements, which are in the lower part of the sieve drum 11 Brush powder particles through the screen openings, always have the same condition and do not effectively broaden or lengthen over time due to adhering powder particles. In addition, in this way a clumping and clustering of the particles is counteracted.

Obgleich bei der in 1 dargestellten Ausführungsform die Pressvorrichtung zur Beschichtung eines Trägermaterials 30 mit dem Pulvermaterial 20 verwendet wird, ist es jedoch auch möglich, das Pulvermaterial 20 ohne Trägermaterial zu verdichten (und ggf. mittels eines heizbaren Walzenpaares 40 aufzuschmelzen), um eine freitragende Schicht aus dem Pulvermaterial 20 zu erzeugen.Although at the in 1 illustrated embodiment, the pressing device for coating a carrier material 30 with the powder material 20 However, it is also possible to use the powder material 20 Without carrier material to compress (and possibly by means of a heatable pair of rollers 40 melt) to a self-supporting layer of the powder material 20 to create.

In den 2 bis 4 sind alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung dargestellt, wobei die mit dem Bezugzeichen 10 versehene Dosiervorrichtung derjenigen aus der 1 entspricht, jedoch nur stark vereinfacht skizziert ist.In the 2 to 4 are shown alternative embodiments of the pressing device according to the invention, wherein the reference numerals 10 provided metering device of those from 1 corresponds, but is only sketched in a very simplified way.

In dem Ausführungsbeispiel von 2 wird das Pulvermaterial 20, anders als in 1, nicht unmittelbar in den Walzenspalt zwischen den Walzen des Walzenpaares 40 eingerieselt. Vielmehr wird das Pulvermaterial 20 auf das Trägermaterial 30 aufgerieselt und mit diesem zum Walzenspalt hin gefördert. Bei dieser Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, das Trägermaterial 30 mit einer Haftschicht für das Pulvermaterial 20 zu versehen.In the embodiment of 2 becomes the powder material 20 , unlike in 1 , not directly into the nip between the rolls of the roll pair 40 is trickled. Rather, the powder material 20 on the carrier material 30 drizzled and promoted with this to the nip. In this embodiment, it may be advantageous to use the carrier material 30 with an adhesive layer for the powder material 20 to provide.

3 zeigt ebenfalls eine Ausführungsform bei der das Pulvermaterial 20 nicht unmittelbar in den Walzenspalt eingerieselt wird. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform wird das Pulvermaterial 20 vielmehr auf diejenige Walze 40a aufgerieselt, welche nicht das Trägermaterial 30 umlenkt (Walze 40b). Diese Variante kann günstig sein, wenn das Pulvermaterial 20 vor dem Verpressen im Walzenspalt aufgeheizt werden soll. In diesem Fall wäre zumindest die entsprechende Walze 40a heizbar zu gestalten. Bei einer Ausführungsform mit nur einer heizbaren Walze 40a kann auch ein Trägermaterial 30 verwendet werden, das weniger hitzebeständig ist, da es bei nicht geheizter oder gar gekühlter Umlenkwalze 40b nur sehr kurzfristig im Bereich des Walzenspaltes durch die geheizte Walze 40a aufgeheizt wird. 3 also shows an embodiment in which the powder material 20 is not sprinkled directly into the nip. At the in 3 the embodiment shown, the powder material 20 rather on that roller 40a whizzed, which is not the carrier material 30 deflects (roller 40b ). This variant can be favorable if the powder material 20 should be heated before pressing in the nip. In this case, at least the corresponding roller 40a to make heatable. In one embodiment with only one heater hard roller 40a can also be a carrier material 30 used, which is less resistant to heat, since it is not heated or even cooled deflecting roller 40b only very briefly in the area of the nip by the heated roller 40a is heated.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pressvorrichtung, wobei eine doppelseitige Beschichtung eines Trägermaterials 30 mit Pulvermaterial 20a und 20b aus unterschiedlichen Dosiervorrichtungen 10a und 10b erfolgt. Die Pulvermaterialien 20a und 20b können unterschiedlich sein. Abgesehen von den Umlenkwalzen 41 entspricht die Ausführungsform von 4 einer Kombination zweier Vorrichtungen gemäß 2 und 3 mit gemeinsamem Presswalzenpaar 40. Zur Erläuterung wird auf die Beschreibung dieser Figuren verwiesen. 4 shows a further embodiment of the pressing device according to the invention, wherein a double-sided coating of a carrier material 30 with powder material 20a and 20b from different dosing devices 10a and 10b he follows. The powder materials 20a and 20b can be different. Apart from the guide rollers 41 corresponds to the embodiment of 4 a combination of two devices according to 2 and 3 with common press roller pair 40 , For explanation, reference is made to the description of these figures.

In allen Fällen gilt, wie bereits erwähnt, dass außer der Beschichtung eines Trägermaterials auch die Herstellung einer freitragenden Schicht aus dem Pulvermaterial möglich ist. Bezüglich der Kombination verschiedener einzelner Dosiervorrichtungen zum Aufbau einer komplexen Pressvorrichtung sind dem Fachmann grundsätzlich keine Grenzen gesetzt. Je nach Anforderung sind die einzelnen Elemente der vorliegenden Erfindung frei kombinierbar.In all cases applies, as already mentioned, that except the coating of a carrier material also the production of a self-supporting layer of the powder material possible is. In terms of the combination of different individual dosing devices to build a complex pressing device are the expert in principle no Set limits. Depending on the requirement, the individual elements of the present invention freely combinable.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung, die zur kontinuierlichen Herstellung von MEAs geeignet ist. Von einer Rolle 42 wird ein Polymermembran-Material einer ersten Pressvorrichtung, bestehend aus einer Dosiervorrichtung 10 und einem Walzenpaar 40, zugeführt. Das Polymermembran-Material 30 wird einseitig mit einem ersten Pulvermaterial 20 zur Ausbildung einer ersten katalytischen Schicht beschichtet. In einer weiteren Pressvorrichtung, bestehend aus einer Dosiervorrichtung 10' und einem Walzenpaar 40' wird die noch unbeschichtete andere Seite des Polymermembran-Materials mit einem zweiten Pulvermaterial 20' zur Ausbildung einer zweiten katalytischen Schicht beschichtet. Das nunmehr beidseitig beschichtete Material 50 wird einem dritten Walzenpaar 44 zugeführt, mit Hilfe dessen von Rollen 43a und 43b zugeführtes, flächiges Material zur Ausbildung jeweils einer Gasdiffusionslage beidseitig auflaminiert wird. Das sich ergebende Material 51 kann als MEA in einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle eingesetzt werden, wobei das Polymermembran-Material 30 beidseitig mit Elektroden, jeweils bestehend aus einer Gasdiffusionslage und einer katalytischen Schicht beschichtet ist. 5 shows a further embodiment of a coating apparatus according to the invention, which is suitable for the continuous production of MEAs. From a roll 42 becomes a polymer membrane material of a first pressing device, consisting of a metering device 10 and a pair of rollers 40 , fed. The polymer membrane material 30 becomes one-sided with a first powder material 20 coated to form a first catalytic layer. In a further pressing device, consisting of a metering device 10 ' and a pair of rollers 40 ' becomes the still uncoated other side of the polymer membrane material with a second powder material 20 ' coated to form a second catalytic layer. The now double-coated material 50 becomes a third pair of rollers 44 fed by means of rollers 43 and 43b fed, sheet-like material for forming a respective gas diffusion layer is laminated on both sides. The resulting material 51 can be used as MEA in a polymer electrolyte fuel cell, wherein the polymer membrane material 30 coated on both sides with electrodes, each consisting of a gas diffusion layer and a catalytic layer.

Natürlich sind die in Figuren dargestellten und in der speziellen Beschreibung erläuterten Ausführungsformen lediglich illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Insbesondere hinsichtlich der Abstimmung von Siebgröße, Teilchengröße des Pulvermaterials sowie der Rotationsgeschwindigkeiten von Siebtrommel und Bürsteinrichtung kann der Fachmann je nach Anforderungen des Einzelfalls angemessen variieren und die Vorrichtung insbesondere bezüglich verschiedener Parameter steuerbar gestalten.Of course they are the illustrated in figures and in the specific description explained embodiments only illustrative embodiments of the present invention. In particular with regard to the vote of sieve size, particle size of the powder material and the rotational speeds of the screen drum and brush direction the expert can be appropriate depending on the requirements of the case vary and the device in particular controllable with respect to various parameters shape.

Claims (21)

Dosiervorrichtung (10) für pulverförmiges Material (20) mit einer hohlzylindrischen Trommel (11) zur Aufnahme des Pulvermaterials (20), die motorisch in eine Rotationsbewegung um ihre Trommelachse versetzbar ist und im Bereich ihres Trommelmantels Perforationen aufweist, durch die Teilchen des Pulvermaterials (20) nach außerhalb der Trommel (11) dringen können, wobei im Inneren der Trommel (11) eine sich parallel der Trommelachse erstreckende, um ihre Erstreckungsachse rotierbare Bürsteinrichtung (14) mit radial ausgerichteten Bürstelementen (141) vorgesehen ist, sodass bei relativer Rotation von Trommel (11) und Bürsteinrichtung (14) Teilchen des Pulvermaterials (20) durch die Perforationen des Siebes bürstbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Trommelmantel als nahtloses Sieb ausgebildet und die Bürstenelemente (141) als parallel zu der oder helikal um die Rotationsachse erstreckte Lamellen ausgestaltet sind.Dosing device ( 10 ) for powdered material ( 20 ) with a hollow cylindrical drum ( 11 ) for receiving the powder material ( 20 ), which is motor-driven in a rotational movement about its drum axis and has perforations in the region of its drum shell through which particles of the powder material ( 20 ) to the outside of the drum ( 11 ), whereby inside the drum ( 11 ) a parallel to the drum axis extending, rotatable about its extension axis brushing direction ( 14 ) with radially aligned brush elements ( 141 ) is provided so that upon relative rotation of drum ( 11 ) and brush direction ( 14 ) Particles of the powder material ( 20 ) are brushed through the perforations of the screen, characterized in that the drum shell formed as a seamless sieve and the brush elements ( 141 ) are configured as parallel to or helically extending around the axis of rotation lamellae. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel (11) und/oder der Bürsteinrichtung (14) steuerbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the rotational speed of the drum ( 11 ) and / or brushing direction ( 14 ) is controllable. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsrichtungen von Trommel (11) und Bürsteinrichtung (14) einander entgegengerichtet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the directions of rotation of drum ( 11 ) and brush direction ( 14 ) are opposed to each other. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Trommel (11) eine sich parallel der Trommelachse erstreckende Fördereinrichtung (12) zur Verteilung des Pulvermaterials (20) über die Breite der Trommel (11) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that inside the drum ( 11 ) a parallel to the drum axis extending conveyor ( 12 ) for distributing the powder material ( 20 ) across the width of the drum ( 11 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (12) als eine Förderschnecke (122) ausgebildet ist, die in einem über seine Länge offenen oder öffenbaren Gehäuse (121) angeordnet ist, welches mit einem Vorratsbehälter für das Pulvermaterial (20) in Verbindung steht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveying device ( 12 ) as a screw conveyor ( 122 ) is formed, which in an open over its length or openable housing ( 121 ) arranged with a reservoir for the powder material ( 20 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung ein außerhalb oder von außerhalb der Trommel mit dem Pulvermaterial befüllbarer Hohlstab ist, der im Inneren der Trommel kontinuierlich oder chargenweise entleerbar ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conveying device is a hollow rod which can be filled outside or outside the drum with the powder material, which in the Inside the drum is continuously or batch emptied. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (12) oberhalb der Bürsteinrichtung (14) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveying device ( 12 ) above the Bürsteinrichtung ( 14 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Bürsteinrichtung (14) ein sich längs der Trommelachse erstreckendes Abstreifelement (13) zur Reinigung der Bürstelemente (141) von anhaftenden Materialteilchen angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that above the Bürsteinrichtung ( 14 ) extending along the drum axis stripping element ( 13 ) for cleaning the brush elements ( 141 ) is arranged by adhering material particles. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Trommel (11) eine trichterartige Pulverleitvorrichtung (15) mit einem sich parallel der Trommelachse erstreckenden Austragungsschlitz (151) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that below the drum ( 11 ) a funnel-like Pulverleitvorrichtung ( 15 ) with a parallel to the drum axis extending Austragungsschlitz ( 151 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb ein galvanisch hergestelltes Sieb ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sieve is a galvanically produced sieve is. Pressvorrichtung zur Erzeugung einer flächigen Schicht durch Verdichten eines pulverförmigen Materials (20), umfassend zwei gegensinnig rotierbare Walzen (40; 40a, 40b) zur Ausübung eines Drucks auf das in einem Walzenspalt zwischen ihnen hindurchgeführte Pulvermaterial (20) und eine oberhalb der Walzen (40; 40a, 40b) angeordnete Auftragungsvorrichtung zum Einbringen des Pulvermaterials (20) in den Walzenspalt, dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragungsvorrichtung eine Dosiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.Pressing device for producing a laminar layer by compacting a powdery material ( 20 ) comprising two oppositely rotatable rollers ( 40 ; 40a . 40b ) for applying a pressure to the powder material passed through between them in a nip ( 20 ) and one above the rollers ( 40 ; 40a . 40b ) arranged application device for introducing the powder material ( 20 ) in the nip, characterized in that a metering device ( 10 ) is provided according to one of claims 1 to 10. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Walzen (40; 40a, 40b) temperierbar ist.Apparatus according to claim 11, characterized in that at least one of the rollers ( 40 ; 40a . 40b ) is temperature controlled. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem Pulvermaterial (20) ein flächiges Trägermaterial (30) durch den Walzenspalt hindurchführbar ist, um mit dem Pulvermaterial (20) beschichtet zu werden.Device according to one of claims 11 or 12, characterized in that together with the powder material ( 20 ) a flat carrier material ( 30 ) is passable through the nip to (with the powder material ( 20 ) to be coated. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragungsvorrichtung (10) seitlich derart versetzt von dem Walzenspalt angeordnet ist, dass das Pulvermaterial (20) auf das Trägermaterial (30) fällt und zusammen mit diesem den Walzenspalt durchläuft.Apparatus according to claim 13, characterized in that the application device ( 10 ) is laterally offset from the nip arranged such that the powder material ( 20 ) on the carrier material ( 30 ) falls and along with this passes through the nip. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (30) mit einem Haftmittel präpariert ist, um das auf das Trägermaterial (30) gefallene Pulvermaterial (20) wenigstens bis zum Eintritt in den Walzenspalt zu binden.Device according to claim 14, characterized in that the carrier material ( 30 ) is prepared with an adhesive to the on the substrate ( 30 ) fallen powder material ( 20 ) at least until entry into the nip. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragungsvorrichtung (10) seitlich derart versetzt von dem Walzenspalt angeordnet ist, dass das Pulvermaterial (20) auf eine erste (40a) der Walzen (40) fällt und zusammen mit dem Trägermaterial (30), welches über eine zweiten (40b) der Walzen (40) umgelenkt wird, den Walzenspalt durchläuft.Apparatus according to claim 13, characterized in that the application device ( 10 ) is laterally offset from the nip arranged such that the powder material ( 20 ) on a first ( 40a ) of the rolls ( 40 ) and together with the carrier material ( 30 ), which has a second ( 40b ) of the rolls ( 40 ) is deflected, passes through the nip. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragungsvorrichtung (10) über dem Walzenspalt angeordnet ist.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the application device ( 10 ) is arranged above the nip. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (30) eine zum Aufbau eines Membran-Elektroden-Moduls einer Brennstoffzelle geeignete Polymermembran ist oder umfasst.Device according to one of claims 13 to 17, characterized in that the carrier material ( 30 ) is or comprises a polymer membrane suitable for constructing a membrane electrode module of a fuel cell. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine Gasdiffusionslage ist oder umfasst.Device according to one of claims 13 to 17, characterized that the carrier material a gas diffusion layer is or comprises. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdiffusionslage aus einem faserartigen Material in Form eines Vlieses, Gewebes, Gewirkes, Gitters oder Papiers besteht.Device according to claim 19, characterized in that that the gas diffusion layer of a fibrous material in the form a fleece, fabric, knitted fabric, grid or paper. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulvermaterial (20) eine zum Aufbau einer katalytischen Schicht und/oder einer Gasdiffusionsschicht einer Elektrode eines Membran-Elektroden-Moduls einer Brennstoffzelle geeignete Kohlenstoffpräparation umfasst.Device according to one of claims 11 to 20, characterized in that the powder material ( 20 ) comprises a carbon preparation suitable for constructing a catalytic layer and / or a gas diffusion layer of an electrode of a membrane electrode module of a fuel cell.