专利名称：从源位置到目标位置转移薄膜的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及用于输送薄膜的装置和方法，例如转移并将薄膜设置在使用该薄膜的组件。本发明尤其涉及在含隔膜装置，例如燃料电池隔膜-电极组件的组装期间转移隔膜，如燃料电池隔膜的改进方法和装置。
背景技术：
薄膜类材料应用于许多种工业，例如尤其用于照相和X射线底片产品和方法、隔膜产品和方法、包装、印刷和电子设备。当输送这些材料时，由于薄膜类材料的薄、可变形和通常易碎性，通常需要专门的考虑，例如防止裂缝、变形和破裂，并且在组装时需要保证适当的方向和对齐方式。
薄膜类材料应用中经常出现问题的是燃料电池隔膜领域，例如当燃料电池隔膜进入膜电极元件(或MEUs)的输送和组装期间。在组装MEU的过程中关键步骤是从容器中除去隔膜，其中其来源于隔膜制品。燃料电池隔膜通常提供于塑料袋，例如聚乙烯(PE)或聚酯(PET)袋中，并维持在酸性环境，例如隔膜通常处于粘性酸性液体，如磷酸的粘稠溶液中。隔膜通常从这些袋中移开，并且例如在允许差值(例如在大约.003英寸)内在没有过度褶皱或隔膜变形的条件下设置在目标电极组件上。这种从容器中的除去和在电极上的设置通常受到下列因素限制1)隔膜材料通常非常薄(例如大约30-100微米厚度)2)隔膜通常处于磷酸和水的粘稠溶液中，亦即一般磷酸和水的85％溶液；3)这种条件下的隔膜材料变得非常柔软、光滑并且易于变形；和4)在此条件下隔膜的所有尺寸通常增加大约20％，这种条件后需要隔膜的切除。
根据现有技术，燃料电池隔膜的输送和加工通常手工进行。除了与暴露于环境酸性有关的工作人员安全问题之外，由于隔膜的尺寸增加这种工作变得更加困难。例如，对于较大尺寸的隔膜(例如用于MEUs组件中的那些)，至少需要两个工人以将隔膜平稳地放置在例如目标电极上。这是非常耗时的工作。另外，这种条件下的隔膜高度亲水，在其从塑料袋移出之后，隔膜必须在短时间内封装在电极之间。出于经济、安全性和其它原因，现有技术一度需要提供输送燃料电池隔膜的自动方式。
发明概述本发明提供解决现有方法和装置中许多限制的方法和装置。本发明的一个方面是一种将薄膜从源位置转移到目标位置的方法，所述方法包括在源位置设置薄膜将薄膜固定在第一位置的第一表面；将第一表面从第一位置移动到第二位置，在此薄膜从源位置移开；将薄膜从第一表面转移到第二表面，第二表面位于第一位置；将第二表面从第一位置移动到第二位置；以及将薄膜从第二表面转移到目标位置。在本发明的一个方面，薄膜提供于具有顶部的容器中，并且其中该方法进一步包括切开容器的顶部以接近薄膜。在本发明的另一方面，容器顶部的切除进一步包括切开薄膜。
在本发明的另一个方面，源位置包括一个可移动位置，其中将薄膜固定到第一表面进一步包括移动源位置。在本发明的另一个方面，第一表面包括有效连接到真空源的开孔第一表面，并且其中将薄膜固定在第一表面包括经由带孔第一表面将薄膜置于真空源下。在本发明的另一个方面，第一表面包括弧形表面，例如带孔转筒，并且其中第一表面的移动包括旋转该弧形表面。在本发明的另一个方面，第二表面包括薄膜释放机械装置，并且其中将薄膜从第二表面转移到目标位置包括起动该薄膜释放机械装置。薄膜可以包括例如燃料电池隔膜的隔膜，提供于粘性酸性溶液中。
本发明的一个方面是一种将薄膜从源位置转移到目标位置的装置，所述装置包括将薄膜从源位置转移到第一位置第一表面的装置；移动第一表面的装置，在此薄膜被转移到第二位置；将薄膜从第一表面转移到第二表面的装置，其中第二表面位于第一位置；将第二表面从第一位置转移到第二位置的装置；和将薄膜从第二表面转移到目标位置的装置。在本发明的一个方面，薄膜提供于具有顶部的容器中，并且其中该装置进一步包括切开容器的顶部以接近薄膜的装置。在本发明的一个方面，切除容器顶部的装置包括具有至少一个金属刀片的冲刀。
在本发明的另一方面，源位置包括一个可移动表面，例如可移动真空工作台。在本发明的另一方面，第一表面包括一个弧形表面，例如带孔转筒，并且其中移动第一转筒的装置包括旋转该转筒的装置。在本发明的一个方面，第二表面包括带孔第二表面，并且其中将薄膜从第二位置转移到第二表面的装置包括有效连接到带孔第二表面的真空源。在本发明的一个方面，薄膜可以为例如提供于粘性酸性溶液中的燃料电池隔膜的隔膜。
本发明的一个方面是向燃料电池电极供给燃料电池隔膜的方法，所述方法包括将燃料电池隔膜设置在真空工作台；将燃料电池隔膜固定在第一位置的弧形表面；将弧形表面从第一位置旋转到第二位置，在此燃料电池隔膜离开真空工作台；将燃料电池隔膜从弧形表面转移到交换面，该交换面处于第一位置；将具有燃料电池隔膜的交换面从第一位置移动到附近燃料电池电极的第二位置；和将燃料电池隔膜从交换面转移到燃料电池电极。
本发明的一个方面是从容器中移动燃料电池隔膜并将燃料电池隔膜提供到燃料电池电极的装置，所述装置包括接受含燃料电池隔膜容器的真空工作台，容器具有顶部；用于切开容器顶部的冲刀；具有带孔外表面的可旋转转筒；用于从容器中引出至少部分燃料电池隔膜、并直达可旋转转筒带孔外表面的真空装置；使可旋转转筒转动的装置，在此燃料电池隔膜从真空工作台转移到可旋转转筒；有效连接到真空源的多孔表面，以从可旋转转筒引出燃料电池隔膜到多孔表面；设置多孔表面的装置，以支撑邻近燃料电池电极的燃料电池隔膜；和将燃料电池隔膜从多孔表面转移到燃料电池电极的装置。
本发明的一个方面是一种薄膜输送装置，其包括固定薄膜的多孔表面；与表面上至少部分穿孔相通的正压室；有效连接到正压室的真空；移动多孔表面的装置。在本发明的另一方面，多孔表面为固定用于旋转的弧形表面，并且用于移动弧形表面的装置包括用于旋转弧形表面的装置。在本发明的一个方面，带孔弧形表面为圆柱形转筒。在本发明的一个方面，圆柱形转筒的内部提供连接到真空的正压室。在本发明的另一方面，多孔表面为平面表面。在本发明的另一方面，具有平面或弧形表面的装置进一步包括从表面移出薄膜的装置。例如，从表面移出薄膜的装置可以为水力方式、气动方式或机械方式。例如在本发明的一个方面，用于移出薄膜的机械方式可以为多个在表面延伸并可相对于表面移动的金属丝。在本发明的另一方面，从表面移出薄膜的气动方式可以包括加压正压室的装置，例如在有限的持续时间加压以从表面移出薄膜。在本发明的一个方面，薄膜包括例如燃料电池隔膜的隔膜，然而任何类型的薄膜都可以通过本发明输送。
本发明的再一方面为输送薄膜的方法，其包括在第一位置提供多孔表面；提供有效连接到多孔表面的真空源；通过真空源将薄膜固定在多孔表面；将表面从第一位置移动到第二位置。所述表面可以为平面或弧形表面，例如该弧形表面可以为圆柱形转筒的外表面。在本发明的一个方面，表面的移动可以包括在一个或多个方向上移动表面或旋转表面。所述方法可以进一步包括从表面引出薄膜，例如通过水力、气动或机械方式从表面引出薄膜。所述方法可以包括输送隔膜，例如燃料电池隔膜的方法，然而该方法可以用来输送任何类型的薄膜。
本发明的另一方面为输送薄膜的方法，所述薄膜提供于具有顶部和底部的容器，所述方法包括提供第一多孔表面，第一多孔表面提供有真空源；通过真空源将具有薄膜的容器固定在多孔表面；切开容器的顶部，其中容器的顶部可以被移出；移出容器的顶部；提供第二多孔表面，第二开孔表面提供有真空源；和将薄膜从第一多孔表面转移到第二多孔表面。在本发明的一个方面，从容器中容器顶部的移出包括容器顶部手工移出和容器顶部自动移出的一种。在本发明的另一方面，容器顶部的移出进一步包括移动容器的顶部。在本发明的一个方面，该方法进一步包括将具有薄膜的第二多孔表面移动到目标位置。如以上各个方面所示，该方法可以为输送燃料电池隔膜的方法。
与现有技术相比，本发明的这些或其它实施方案和方面以及其优点参考以下所述的附图和权利要求将变得更加清晰可见。
附图简述本发明的主题将在说明书的结论部分详细地指出和明确提出。然而本发明实施的体制和方法，及其进一步目标和优点将参考如下优选实施方案的详细说明和附图理解，其中
图1为根据本发明一个方面的薄膜输送系统的透视图。
图2为可以使用如图1所示的根据本发明一个方面的输送系统输送的隔膜贮藏容器的透视图。
图3为根据本发明一个方面如图1所示的薄膜输送系统的真空工作台组件的透视图。
图4A和4B分别为根据本发明一个方面冲刀的顶视图和剖视图。
图5为根据本发明一个方面如图1所示薄膜输送系统的转移转筒组件的透视图。
图6为根据本发明一个方面如图1所示薄膜输送系统的转移平面组件的顶部透视图。
图7为根据本发明一个方面如图1所示薄膜输送系统的转移平面组件的底部透视图。
图7A为根据本发明一个方面如图7所示转移平面组件的前端穿孔模式的详图。
图7B为根据本发明一个方面如图7所示转移平面组件的详细剖视图。
图8为根据本发明一个方面如图6和7所示真空平面组件的透视图。
优选实施方案的详细说明图1说明根据本发明一个方面的薄膜输送系统10的透视图。虽然具有大量厚度的薄膜类材料可以通过本发明输送，通过本发明输送的材料可以具有约1微米(约0.00004英寸)-约1毫米(约0.040英寸)的厚度，并优选具有约25微米(约0.001英寸)-约500微米(约0.020英寸)的厚度。在本发明的一个方面，通过本发明输送的材料可以具有约50微米(约0.002英寸)-约200微米(约0.008英寸)的厚度。
输送系统10包括薄膜固定工作台组件12，例如真空工作台组件、薄膜转移转筒组件14和薄膜转移平面组件16。在本发明的一个方面，薄膜可以经由转移转筒组件14从固定工作台组件12转移到转移平面组件16；然而在本发明的另一方面，薄膜可以从固定工作台组件12手工转移到转移平面组件16。系统10可以封装在外壳11内，例如温度、压力和湿度受控的附件。通过系统10输送的典型薄膜如图2所示，但没有在图1中显示。固定工作台组件12通常包括至少一个薄膜固定工作台18，例如具有多个小孔20和有效连接到真空源(没有显示)的正压室19的真空工作台。在本发明的一个方面，固定工作台18滑动连接到可以转移的位置，也就是说其可以在一个或多个方向上移动。在如图1所示的本发明的一个方面，固定工作台18可以在双箭头22所示的方向移动。固定工作台组件12更详细地公开在图3中。
如图1所示，转移转筒组件14包括一个弧形表面24，以保持和从固定工作台12向转移平面组件16转移薄膜。虽然如图1所示弧形表面24为完全圆柱形转筒26，在本发明的一个方面，弧形表面24在圆周上可以不到360度，例如具有不到约180度、甚至不到约90度弧形长度的弧形表面。在本发明的一个方面，表面24包括孔或穿孔25，并且在转筒26的内部提供有效连接到真空源的正压室27，例如借助于导管28。穿孔25通常沿着表面24均匀分布。虽然单排穿孔25如图1所示，表面24可以包括2排或多排穿孔25。转筒26内部和穿孔25中真空的存在提供了在表面24保持薄膜的一种方式。根据本发明的转移转筒组件14的其它外观详细公开在图5中。
并且参考图1，根据本发明的一个方面，薄膜转移平面组件16，亦称真空吸盘，包括表面30，例如平面，以将薄膜从转移转筒组件14转移到目标位置(没有显示)。例如在本发明的一个方面，薄膜的目标位置为燃料电池膜电极组件，然而根据本发明的其它方面，根据即将输送的薄膜的种类也可以使用其它类型的目标位置。如在本发明另一个方面将随后更加清楚所示的那样，表面30被穿孔，并且转移平面组件16包括有效连接到真空源的正压室32，例如经由载体和导管34。转移平面组件16一般固定在自动位置控制器或机器人臂18上，例如SCARA型机器人臂的机器人臂，例如Adept Cobra 600机器人臂，或其等价物。根据本发明的转移平面组件16的其它方面详细公开在图6、7和8中。
可以通过图1所示系统10输送的一类薄膜如图2所示。图2表示隔膜贮藏容器40的透视图，其具有一个或多个隔膜42，例如一种或多种燃料电池隔膜，如通过美国专利US6,187,231[授予CelaneseVentures有限公司]生产的聚苯并咪唑(PBI)薄膜或其等价物。在本发明的一个方面，容器40为一塑料袋，例如聚乙烯(PE)塑料袋，如高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)塑料袋，或聚酯(PET)塑料袋。容器40通常具有一个或多个封边41、一个上部内表面43和一个下部内表面45。在本发明的一个方面，容器40为美国专利US4,756,422(再公告专利美国再公布专利RE34,929)中所述并且Tillia股份有限公司，旧金山，CA出售的商标为VacLoc的食物储存袋。在本发明的一个方面，容器40包含粘性流体44，例如限制隔膜42的酸性溶液，例如酸性溶液可以包含磷酸或其等价物。粘性流体44通常具有至少约1.0厘泊(cp)的粘度，并且在本发明的一个方面，流体的粘度为约20cp-约70cp，例如在约20℃的温度下约28cp的粘度。
在本发明的一个方面，容器40的内表面43、45显示出“优先的粘着”，那就是说，一个表面提供了比另一个表面对薄膜更大的粘合力。例如，当将薄膜42从一个表面转移到另一个表面时，在本发明的某些方面，优选薄膜42易于从容器40的一个内表面43、45释放，同时保持在内表面43，45的另一个上。例如，当从固定工作台18转移到转筒部件14的弧形表面24时，根据本发明的一个方面，薄膜42优选更有力的粘附在上部内表面43，并且与上表面43一起转移到弧形表面24，同时下部内表面45容易地释放薄膜42，使得薄膜42转移到弧形表面24，然而下部内表面45仍然保持在固定工作台18上。优先的粘着可以通过表面结构的差异提供，例如一个表面可以提供刻花表面并且另一个表面可以提供相对光滑的表面。优先的粘着也可以通过不同材料，例如不同的聚合物；表面处理或不同的表面处理，例如蚀刻、涂布、抛光，等等；连同其它方式一起提供。在本发明的一个方面，优先的粘着为pH、粘度或容器40中含有的粘性流体44的化学性质的函数。
图3表示如图1所示用于固定薄膜的固定工作台组件12的透视图，该薄膜通过图1所示系统输送。固定在固定工作台组件12的薄膜可在密封容器内，例如如图2所示的容器40或其等价物，或者薄膜可以不被存储在容器中而是直接放置在固定工作台组件12上。在本发明的一个方面，薄膜或其容器可以手工固定在固定工作台组件12；在本发明的另一方面，固定可以自动进行。
如图3所示在本发明的一个方面，固定工作台组件12包括具有多个穿孔51和正压室或集流箱53的真空工作台50。穿孔51一般分布于表面24，例如均匀分布，然而在本发明的一个方面，穿孔51可以随机分布于真空工作台50的表面。在本发明的一个方面，根据工作台50处理的容器(例如图2中的容器40)的尺寸和重量设定穿孔51的间距、位置和大小。在本发明的一个方面，穿孔51为圆形穿孔，然而穿孔51可以设定为任意形状，例如卵形椭圆形，以及多边形，其中例如三角形、正方形、四边形和五边形。穿孔51可以具有约0.04英寸-0.25英寸的尺寸。穿孔51可以包括单排或多排穿孔，例如均匀间距或非均匀间距穿孔。多排形式的穿孔51可以均匀交错排列、非均匀交错排列或随机分布于其中。穿孔51还可以随机地分布于真空工作台50的表面，或可以均匀分布，例如等间距地分布于真空工作台50的表面。在本发明的一个方面，穿孔51直径约1/8英寸(约3.175毫米)，并且以纵向和横向均为约0.75英寸(约19.05mm)的中心等间距分布。在本发明的一个方面，一个或多个穿孔51可以被遮盖以限定容器暴露于真空的面积，并由此限定容器的“啮合”力。在本发明的一个方面，限定穿孔51的尺寸和位置，以在冲切真空工作台50上的容器时最小化或防止穿孔51对切削片的干扰，例如，最小化或防止穿孔51对如图4A和4B所示的冲刀组件60中的切削片64的干扰。
正压室53通常有效连接到真空源(没有显示)。在本发明的一个方面，真空工作台50通过支承结构52支撑，其随后滑动连接在框架54上。正压室53中的真空将薄膜保持在真空工作台50上并最小化该薄膜不希望的的运动，例如，在输送或分离过程中薄膜容器或薄膜不需要的横向运动。并且，在本发明的一个方面，正压室53中的真空保证容器的底层保持在容器的顶层和薄膜，例如隔膜从容器的底部“取下”的位置。
支承结构52通常通过低摩擦轴承55固定在框架54，例如滚珠或滚柱轴承或低-摩擦轴承表面。在本发明的一个方面，支承结构52通过低摩擦轴承55滑动固定在框架54上，例如固定的再循环球形直线轴承以在精密-研磨轴上移动。本发明中可以使用的这样一种轴承连接为称为“Thompson slide”的轴承装置。
在本发明的一个方面，真空工作台50可以移动，例如能够沿着双箭头56的方向往复运动。在本发明的一个方面，真空工作台50的运动可以自动进行，例如真空工作台50的运动可以通过马达控制，例如步进马达或伺服马达，以及适当的控制和一种或多种驱动方式。如图3所示在本发明的一个方面，真空工作台50的运动可以通过固定在马达装配台57的步进马达(没有显示)控制。该马达可以与驱动装置耦合在一起，例如包括一个或多个滚珠螺旋装置58的驱动装置，然而在本发明的其它方面也可以使用其它类型的驱动机制。在本发明的一个方面，可以在驱动马达轴或驱动装置上使用译码器(没有显示)，以向移动控制器(没有显示)，例如Adept运动控制器提供位置反馈。
根据本发明的一个方面，如图1所示的输送系统10用于输送薄膜，例如隔膜等等，其提供于密封容器或袋中，例如如图2所示的容器40。根据本发明的一个方面，容纳薄膜的容器中包含酸性溶液。为了输送这种薄膜，容纳薄膜的容器通常被割开、切开，或其它方式打开以允许接近内部的薄膜。并且，根据本发明输送的某些隔膜，例如燃料电池隔膜，在处于填充酸的袋子期间“增加”大约20％-25％。为了保证薄膜处于预定大小，在其已经经调整处理后薄膜应当切削到应有的尺寸。通常，这也可能是该薄膜，例如燃料电池隔膜保持其预定尺寸的唯一方式。
在本发明的一个方面，可以使用打开容纳薄膜的容器的任何常规方法。容器可以手工切开或者通过自动装置切开。
根据本发明的另一方面，容纳薄膜的容器通过如图4A和4B所示的冲刀组件60打开并接近薄膜。图4B为通过如图4A所示的观察线4B-4B得到的冲刀60的横剖面视图。在本发明的一个方面，冲刀60包括支持块62，例如木质支持块62，并且至少一个金属切削片64固定在支持块62上。根据本发明的一个方面，冲刀60设置在薄膜容器，例如图2所示的容器40上，并且挤压该容器以割开至少部分容器。至少一种金属切削片优选耐酸，例如在本发明的一个方面，金属切削片64可以为钛切削片或不锈钢切削片，例如ASTM304或316不锈钢切削片，或其等价物。在本发明的另一方面，一个或多个金属切削片64还可以为硬化钢，例如S-7硬化钢，其可能涂敷有耐酸涂层，例如氮化钛涂层。在本发明的一个方面，一个或多个切削片64可以由原料实体块机械加工，例如放电加工(EDM)、激光切削或水力喷射切削由不锈钢(例如310或316不锈钢)、钛或硬化钢(例如用耐酸涂层处理的S-7硬化钢)加工。在本发明的一个方面，一个或多个切削片64可以由原料实体块机械加工，其中剩余材料提供支持块62，那就是说切削片和支持块62可以以单独的组成部分制造。在本发明的一个方面，冲刀组件60包括多个弹性块66，例如橡胶块，其用于保证薄膜和/或容器在切削后从冲刀组件60中弹出。在本发明的一个方面，弹性块66包括一个或多个弹性模片或板，其可以部分覆盖或完全覆盖支持块62的表面。
在本发明的一个方面，冲刀组件60固定在靠近表面挤压冲刀组件60的装置，例如液压机中。挤压冲刀组件60的装置可以包括在容纳薄膜，例如隔膜的容器之上的用于挤压冲刀组件60的装置。
在本发明的一个方面，冲刀组件60可以通过手工或自动装置固定。在本发明的一个方面，例如当容器40固定在固定工作台组件12(参见图1)时，冲刀60固定在容纳薄膜的容器之上，例如如图2所示的容器40。例如在本发明的一个方面，冲刀组件60通过自动控制器和液压机定位。在本发明的另一方面，在将其置于固定工作台12之前，冲刀组件60被定位和压紧在容纳薄膜的容器之上。
在本发明的一个方面，至少一个切削片64仅仅隔开容纳薄膜的容器的顶盖，然而薄膜和容器的底盖基本上原封不动。在本发明的另一方面，至少一个切削片64割开容器的顶盖和容器内的薄膜，那就是说实现了“吻切(kiss cut)”，并且容器的底盖基本上原封不动。在本发明的另一方面，至少一个切削片64割开容器的顶盖、容器内的薄膜和容器的底盖，那就是说，容器底所有侧边和其内部都被割开。在本发明的另一方面，至少三个切削片64用于冲刀组件60，例如容器的前沿和两个侧边被割开。在本发明的另一方面，至少四个切削片64用于冲刀组件60。
图5表示图1所示的转移转筒组件14的透视图。转移转筒组件14用于从固定工作台组件12剥离薄膜，或者容器和薄膜的顶部，并将薄膜转移到某一位置，在此薄膜薄膜可以被转移到转移平面组件16。根据图1所示，转移转筒组件14通常包括弧形表面24。虽然图5中弧形表面24为完全圆柱形的转筒26，然而在本发明的一个方面，弧形表面24在圆周上可以不到360度。例如，可以使用如下表面24，其包括柱面母线或其它曲面的表面，例如非圆柱形曲面。在本发明的一个方面，表面24包括孔或穿孔25，例如一排或多排穿孔25，并且在转筒26的内部提供正压室或集流箱27，其有效连接到真空源，例如，经由真空进口29。在本发明的一个方面，真空源借助于空心驱动轴有效连接到正压室27，例如如下所述并适当旋转密封的轴68。真空源通常在正压室27中提供约0.1千帕斯卡(kPa)(约0.03英寸汞柱)-33.8千帕斯卡(kPa)(约10英寸汞柱)的真空。正压室27内提供真空的水平可以监测和调节，以控制施加到待输送薄膜的夹持力。
穿孔25通常分布于表面24，例如均匀分布，然而在本发明的一个方面，穿孔25可以随机分布于表面24。在本发明的一个方面，根据输送材料的重量和尺寸设定穿孔25的间距、位置和尺寸。在本发明的一个方面，如图5所示，穿孔25为圆形穿孔，然而穿孔25可以设定为任意形状，例如卵形或椭圆形，以及多边形，其中例如三角形、正方形、四边形和五边形。穿孔25可以具有约0.04英寸—约0.125英寸的尺寸。穿孔25可以包括单排或多排穿孔，例如均匀间距或非均匀间距的穿孔。多排形式的穿孔25可以均匀交错排列、非均匀交错排列或随机分布于其中。穿孔25还可以随机分布于表面24，或可以等轴间距或等圆周间距或以两种方式分布。在本发明的一个方面，穿孔25直径约1/8英寸(约3.175毫米)，并且以约1.125英寸(约28.575mm)的中心等轴向间距、以约1/2英寸(约12.7mm)中心等圆周间距分布。在本发明的一个方面，与转筒26多孔表面24的其余部分相比，表面24上穿孔25的前沿(也就是说，最靠近工作台12的穿孔，由此表面24首先“夹持”工作台12上的薄膜)可以具有不同花样的穿孔。例如，与其余穿孔相比，前沿的穿孔25可以具有高密度孔，例如大的开孔面积。这些靠近前沿的穿孔25可以具有均匀的尺寸和分布，或不均匀或不同的尺寸和分布。在本发明的一个方面，沿着前沿的穿孔25直径约1/8英寸(约3.175毫米)并且间距为以1/4英寸(6.35毫米)为中心，那就是说，比如上所述的穿孔间距更小，并由此比上述穿孔提供更大的开孔面积。本领域技术人员将认识到，许多孔尺寸和间距可以用来实现薄膜的预期转移。
在本发明的一个方面，转筒26严格固定在驱动轴68上，其装配以在轴承70中旋转，轴承70通过具有例如一个或多个角撑板73的支承板72支撑。支承板72可以通过校正螺钉82固定，通过调整真空工作台50和转筒26之间的偏距以解决待输送薄膜材料厚度和平坦性的差异。转移转筒部件14还可以固定在可移动装配台，例如轴承和滚筒，其中转移转筒部件14可以手工或自动设置在组件10中，例如通过自动控制器和定位装置。
虽然许多常规驱动装置可以用来旋转转筒26，在本发明的一个方面，转筒26通过马达74驱动，例如步进马达，具有驱动皮带78的驱动滑轮76，皮带78例如三角带或同步皮带。皮带78转动固定在轴68上的滑轮80以转动转筒26。在本发明的一个方面，驱动装置彼此相反地转动转筒26；在另一个方面，驱动装置以同一方向转动转筒26。根据本发明发的其它方面，转筒26可以通过任何其它常规驱动方式驱动，其包括但不限于直接驱动电动机、链条和链轮、齿轮等。
根据本发明的一个方面，监测并控制转筒26的速率以使得转筒26与真空工作台50和转移平面组件15的横向运动近似同步。根据本发明的一个方面，译码器(没有显示)位于驱动马达74的轴上，并且译码器用于向运动控制器(没有显示)提供转筒26速率或方向的位置反馈。
根据本发明的一个方面，通过控制转移的定位精度，转筒26相对于真空工作台50速率的旋转速度优化薄膜转移过程。当其从真空工作台50转移到转筒26和从转筒26转移到转移平面组件16时，薄膜迁移的控制有助于最小化薄膜的褶皱或其它变形。在本发明的一个方面，转筒26开始旋转，以使转筒表面24基本上以真空工作台50相同的速率移动。这保证了薄膜材料可靠地通过转筒26保持，并且实现了薄膜材料从真空工作台50的初步分离。在本发明的另一方面，当转筒26和真空工作台50继续移动时，与真空工作台50的速率相比轻微增加(例如至少约1％-约100％)转筒26的速率，以使得薄膜材料在轻微张力下转移，由此在转移时最小化薄膜材料的任何褶皱或变形或者损害。例如，在本发明的一个方面，工作台50以约1英寸每秒的线速度移动，并且转筒26以约10度每秒的速度旋转，这(对于使用的转筒26的尺寸)相当于转筒26约1.87英寸/秒的切向速度。在本发明的一个方面，转筒26的速率比工作台50的速度快约87％。
图6表示如图1所示的转移平面组件16的顶部透视图。图7表示如图1所示的转移平面组件16的底部透视图。转移平面组件16也被称为“真空吸盘组件”。如图1所示，根据本发明的一个方面，转移平面组件16用于从转移转筒26移出薄膜材料，例如隔膜，并将薄膜材料转移到目标位置(没有显示)，例如转移到需要安装隔膜的组件。在本发明的一个方面，其中薄膜材料保存在容器，例如如图2所示的塑料袋40中，当在转移转筒26留下一层容器时，转移平面组件16用于从转移转筒26移出薄膜材料。在本发明的这个方面，容器层通过真空保持在转移转筒26的表面24。
如图7非常清楚的所示，转移平面组件16包括至少一个表面30，例如具有多个孔、穿孔或小孔31的水平平面。表面30上穿孔31的数量、尺寸和位置可以根据薄膜的不同尺寸和形状，例如根据隔膜的不同形状调整。穿孔31通常分布于表面30，例如均匀分布，然而在本发明的一个方面，穿孔31可以随机分布于表面30。在本发明的一个方面，穿孔31的数量、尺寸和位置可以根据待输送材料的尺寸和重量调整。在本发明的一个方面，如图7所示，穿孔31为圆孔，然而穿孔31可以设定为任意形状，例如卵形或椭圆形，以及多边形，其中例如三角形、正方形、四边形和五边形。穿孔31尺寸可以为约0.04英寸(约1毫米)-约0.125英寸(3.125毫米)。与穿孔25相似，穿孔31可以包括单排或多排穿孔，例如均匀间距或非均匀间距穿孔。多排形式的穿孔31可以均匀交错排列、非均匀交错排列或随机分布于其中。穿孔31还可以随机分布于表面30，或可以等距分布于表面30。在本发明的一个典型方面，穿孔直径约0.051英寸(约1.29毫米)，并且以约1/2英寸(约12.7毫米)中心间距等距，以约1/2英寸(约12.7毫米)的中心行间距排列。在本发明的一个方面，与转移平面组件16表面30上的孔图案相比，表面30(也就是说，最靠近转筒26的孔，通过这些孔表面30首先“夹持”在26的薄膜上)上前沿的穿孔31可以具有不同的孔图案。例如，前沿的穿孔31可以具有比其余穿孔更高密度的孔，例如更大的开孔面积。这些接近前沿的穿孔31可以具有均匀的尺寸和分布，或不均匀的或不同的尺寸和分布。根据本发明的一个方面，沿着表面30前沿的穿孔31可以包括一排或多排较大的孔。根据本发明的另一方面，沿着表面30前沿的穿孔31可以包括交错排开的不同直径的孔。例如，在如图7A所示的本发明的一个方面，沿着表面30前沿的一排或多排较大的孔可以包括与较大孔31B交错排开的较小孔31A。例如，孔31A可以具有约0.04英寸(约1毫米)的直径，并且孔31B可以具有约0.06英寸(约1.5mm)的直径。在本发明的这个方面，孔31A可以以1/8英寸(约3.127毫米)的中心间距等距分布，例如在如图7A所示的垂直方向上；或以约1/4英寸(约6.254毫米)的中心间距等距分布，例如在如图7A所示的水平方向上。较大的孔31B可以以约1/4英寸(约6.254毫米)的中心间距等距分布。孔31A和孔31B还可以不等距分布。
表面30可以由金属或非金属材料制备，例如透明塑料材料，如聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯或类似材料。如图6非常清楚的所示，转移平面组件16还可以包括具有集流箱或正压室32的真空平面组件93。真空平面组件93的透视图如图8所示。正压室32有效连接到真空源(没有显示)，例如分别通过软管或导管34和35连接到真空连接器87、89。真空源通常在正压室32中提供约0.1kPa(约0.03英寸汞柱)—约33.8千帕斯卡(约10英寸汞柱)的真空。提供于正压室32的真空可以被监测和调节，以控制施加到待输送薄膜材料的夹持力。孔或小孔或穿孔31穿透表面30并暴露于正压室32中真空。根据本发明的一个方面，薄膜通过孔31的真空抽吸保持在表面30。转移平面组件16还可以包括一个或多个空气软管34、35，或单独的软管(没有显示)以提供压缩空气到正压室32的流通，例如约0表压-约90表压的压缩空气。转移平面组件16还可以包括偶接器94，例如具有配套连接器94A和94B的快速拆卸偶接器，用于连接和从支架106分离转移平面组件16，例如为了固定到机器人臂(没有显示)上。当固定连接器94包括气动控制快速拆卸偶接器时，该偶接器可以分别通过软管90、92引入的压缩空气驱动连接器94A和94B。根据本发明到一个方面，薄膜通过压缩空气从正压室32通过孔31的流动从表面31分离。压缩空气供应和真空可以通过适当地压力和流动控制装置(没有显示)检测和调节，例如压力表或测压孔和流量阀和阀门控制器。
根据图6，真空平面组件93的正压室32可以由金属或非金属材料制备，例如透明塑料材料，如聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯或类似材料。正压室32可以包括一个或多个内部挡板84以将正压室32隔离成不同的区域，例如通过导管34和35或其它软管(没有显示)有效连接到真空源的隔离区域。例如在本发明的一个方面，真空平面组件93包括多个单独的正压室(例如，2个或多个正压室，或4个或多个正压室)，至少其中部分提供有真空源或压缩空气源。压缩空气提供到单个正压室的真空或暴露于单个正压室的真空可以分别控制和监测，以提供从多孔表面30上保持和分离薄膜的灵活性。在图6和7所示的本发明的方面，真空平面93固定在支承框架86，例如金属或非金属支承框架86上。支承框架86提供金属线96(根据图7讨论如下)的固定。支承框架86相对于真空平面93偏转(也就是说，转移)，并且在本发明的一个方面，支承框架86的运动可以通过真空平面93指导，通过真空平面93的侧边指导。支承框架86可以包括多个带螺纹的固定器88，例如六头帽螺钉。螺纹紧固件88可以用来保持支承框架86(和金属丝96)在真空平面93的缩进或上升位置。
如图6所示，根据本发明的一个方面，具有真空平面93的转移平面组件16可以通过固定连接器94固定在机器人臂18(参见图1)或其它定位系统。固定连接器94可以连接到自动位置控制器或机器人臂18(参见图1)上，例如SCARA型机器人臂，例如Adept Cobra 600机器人臂，或其等价物。根据本发明发的一个方面，机器人臂18用来定位转移平面组件16使其至少与转移转筒26相邻，然后邻近于目标位置(没有显示)，例如即将放置薄膜的组件。在本发明的一个方面，机器视觉用来精确制导机器人手臂18以将薄膜放置在目标位置。在本发明的一个方面，转移平面组件16的定位手工进行。
如图7非常清楚的所示，在本发明的一个方面，转移平面组件16包括多个金属丝96，其沿着表面30延伸并参与薄膜从真空平面组件93表面的移去。金属丝96通常为金属导线，例如由304或316不锈钢制造并具有约0.010英寸(约25毫米)-约0.125英寸(约3.175毫米)直径的金属丝。金属丝通常沿着支承框架86延伸，并通过传统的机械紧固件98，100，例如有头螺钉保持。金属丝96可以交织或编织，以尽可能提供均匀的刨床金属丝界面。在本发明的一个方面，紧固件100可调节压紧螺钉以适应金属丝96中不同压力，例如在本发明的一个方面，金属丝96通过内六角螺钉98连接一端，并且另一端通过可调节压紧螺钉100连接另一端。在本发明的一个方面，如图7所示，表面30可以包括浅槽或凹口33，金属丝96嵌入其中或缩进表面30以下以保证薄膜和表面30的接触。凹槽或凹口33可以离孔31等距，并具有至少等于或稍微大于金属丝96直径的深度和宽度。这保证了金属丝96隐藏在表面30下面，例如没有暴露于表面30以上与薄膜接触。表面30上的凹口或凹槽33可以形成交叉回交网格图形，例如机械加工进入表面30。
根据本发明的一个方面，当在表面30上具有薄膜(没有显示)(例如，通过真空方式保持)的转移平面组件16处于预定位置上时，减少真空或隔绝真空，并且薄膜在重力作用下落入预定位置。如果薄膜和表面30(例如，由于粘性液体的存在，薄膜浸入其中)之间的表面张力太强以至于难以克服重力，则气流，例如低压、高体积气流(通常为空气)可以施加到真空平面组件93，例如通过软管34、35，以从表面30取出薄膜。(虽然在本发明的一个方面，软管34、35都提供压缩空气和真空，在本发明的另一方面，压缩空气和真空可以通过单独的软管提供。)然而，作为从表面30释放薄膜的进一步帮助，表面30可以相对于金属丝96活动以从表面30转移薄膜。在本发明的一个方面，真空平面组件93可以相对于支承框架86活动，并且提供了使真空平面组件93相对于支承框架86活动的装置，或相反，以从表面30移去薄膜。例如，由于金属丝96和薄膜之间通常不具有足够的使薄膜粘附到金属丝96的表面接触面积，当具有表面30的真空平面组件93偏离具有金属丝96的支承框架86时，薄膜更易于靠重力从金属丝96分离。
根据本发明的一个方面，具有金属丝96的支承框架86可以相对于真空平面组件93偏转，这种偏转通过手工、电力、机械或电力-机械法进行，例如水力、气动或磁力。在本发明的一个方面，支承框架86的偏转通过电磁铁控制棒，又名“制动销(shot pins)”以电力-机械方式进行。支承框架86相对于真空平面93的偏转可以受到凸轮或制动器的影响，例如弹簧支承制动器，其限制了框架86或平面93的偏转范围。支承框架86的偏转还可以通过机械障碍限定。
如图8所示，真空平面组件93上的障碍104可以限定真空平面93相对于支承框架86移动的程度。在本发明的一个方面，提供了真空平面组件93和支承框架86之间约.25-约.50英寸的相对位移。如图8所示，真空平面组件93可以包括定位销块108，其与可移动的销或螺纹紧固件(没有显示)合作，以易于真空平面组件93和目标位置的定位。
并且如图8所示，真空平面组件93通常包括至少一个真空孔110和112，真空连接器87和89(参见图6)可以插入其中。真空平面组件93通常还包括某种形式的支持装配台114，以将固定连接器94(参见图6)连接到真空平面93。例如，装配支架114可以为用于气动快速脱离的适当的装配台，其通过由软管90、92提供的压缩空气(通常约70-90表压)驱动。
根据本发明的一个方面，薄膜，例如如图2所示的薄膜42，可以以下面方式输送。首先，虽然薄膜42可以在将薄膜42放置于真空工作台组件12的表面18上之前从容器40(例如塑料袋40)离开，在本发明的一个方面，含有薄膜42的塑料袋40位于工作台组件12而没有打开或切开。放置塑料袋40在表面18之前或不久以后，工作台组件12的真空源被起动以在正压室19产生真空，由此塑料袋40保持在表面18上。塑料袋40可以手工打开，或通过在塑料袋40上定位和加压冲刀60(参见图4A和4B)进行。如上所述，在本发明的一个方面，冲刀60的四刀口64可能产生“吻切(kiss cut)”，其中塑料袋40的顶部和42被刀口64割开，然而塑料袋40的底部没有被64割开。冲刀60可以通过手工定位和加压，或通过自动致动器定位和加压，例如通过自动控制器和例如液压机定位和加压。
在本发明的一个方面，袋子40的顶部可以手工，那就是说，通过操作员从工作台组件12除去，并且薄膜42可以通过转移平面组件16从工作台组件12拾起，并通过转移平面组件16转移到预定位置。然而，在本发明的另一方面，袋子40的顶部和薄膜42可以通过转移转筒组件14从工作台组件12除去并转移到转移平面组件16。在本发明的一个方面，在冲刀60从袋子40移开后，表面18已经割开袋子40并通过例如手工或自动方式移出到转移转筒组件14，例如根据图1中双箭头22所示。工作台组件12上的袋子40接近转筒26的表面24之前或同时，起动正压室27的真空源，并通过表面24的孔25得到真空。根据本发明，当袋子40邻近于孔25时，充分的真空通过孔25形成，其中至少袋子40顶部的前沿和薄膜42的前沿接近和保持在表面24上。在本发明的一个方面，转筒26的装配台可以不被固定，然而考虑到转筒26的至少部分偏转，例如垂直偏转，由此表面24被例如暂时的除去，离袋子40的顶部更近，以促进袋子40顶部和表面24上薄膜42的保留。然后转筒26旋转，例如以图1中转筒26的右侧观察时以顺时针方向旋转。根据本发明的这个方面，转筒26的速率和旋转方向以及工作台组件12的速率和移动方向可以如此(例如，以相同方向，然而它们可以以相反方向运动)，以使转筒26的旋转从工作台组件12“剥离”袋子40的顶部和薄膜42，同时袋子40的底部保持在工作台组件12上。薄膜42在转筒26上的保持可以通过袋子40顶部和薄膜42之间由于表面张力引起的粘附力实现。这种表面张力可以通过粘性流体的存在而提高，例如可以输送薄膜42的粘性流体。如前所述，这种袋子40顶部和薄膜42从袋子40底部的剥离可以通过薄膜42到袋子40顶部的优先粘着促进。这种优先粘着可以通过如上所述的一种或多种方式实现。
转筒26的旋转和工作台组件12的转移可以持续进行，直到袋子40顶部和薄膜42从工作台组件12除去。袋子40和薄膜42除去后，工作台组件12可以回到其原始来源或安装位置，并且在除去消耗的袋子材料后，等待着接受下一次袋子40和薄膜42。消耗的袋子材料可以通过手工或自动方式从工作台组件12除去。
根据本发明，转筒26的旋转可以持续进行，直到袋子40顶部的定位和薄膜42达到转移平面组件16。转筒26的旋转可以继续以相同方向(例如以图1的右侧观察时以顺时针方向)，或者以相反方向继续，直到薄膜42从工作台组件12离开。例如，转筒26可以以往复方式旋转，其中将薄膜42从工作台组件12转移到转移平面组件16时，转筒来回“摇动(rocks)”。
在袋子40和薄膜42接近转移平面组件16之前或之时，真空源引入到转移平面组件16的正压室32。正压室32中的真空通过穿孔31(参见图7)形成真空，在此薄膜42被吸引到并附着于转移平面组件16的表面30。根据本发明，转筒26的正压室27中形成的真空和转移平面组件16的正压室32形成的真空是足够的，以致薄膜42被吸引到并附着于表面30，然而袋子40的顶部保持在转筒26的表面24。虽然在本发明的一个方面，转筒26和表面30在薄膜42的转移中静止不动，在本发明的另一方面，薄膜42从表面24的除去可以在表面24和30移动时实现，或者当表面24或表面30移动时实现。例如，可以控制转移平面组件16的位置，由此当转筒26转动并且薄膜42的前沿接近表面30时，薄膜42的前沿被表面30夹持。当转筒26和转移平面组件12移动时，在薄膜42转移到表面30期间，转筒26和表面30的运动方向通常一致，然而表面可以以相反方向运动。当包括金属丝96(参见图7)的表面30用于释放薄膜42时，金属丝96通常收缩以避免阻碍薄膜42到表面30的转移。薄膜42离开表面24之后，转筒26可以转回，并且在废弃袋子材料除去后，再次定位并保持下一薄膜，废弃袋子材料可以手工或通过自动装置从转筒26除去。
根据本发明，薄膜42保持在转移平面组件16的表面30之后，转移平面组件16可以移动并定位于目标位置，例如定位于电极装置。转移平面组件16的运动可以手工进行或通过自动控制器进行，例如通过机器人臂18(参见图1)。如上所述，转移平面组件16的定位可以通过使用机器视觉和适当的定位软件辅助进行。
当薄膜42适当的定位于其目标位置时，正压室32的真空可以降低或消去，在此薄膜42可以受到地心引力进入目标位置。如果地心引力不足以移去薄膜42，薄膜42从表面30的除去可以通过引入压缩空气(或其它气体，例如氮气)促进，其中压缩空气经由导管34和35引入到正压室32和/或与如上所述金属丝96有关的造斜面30。薄膜42移动到其目标位置完成后，转移工作台16可以回到转移转筒14以接受下一薄膜42。这个过程可以连续地或间歇地重复。
如上所述，根据本发明薄膜的输送可以手工、自动或二者组合进行。适当的自动控制器，例如，计算机化控制器可以用来优化转移、旋转、定位、真空、气压和流动，以及图所示系统的一个或多个元件的参数。
例如当将薄膜材料插入在含薄膜材料的组件时，如上所述的本发明和附加的权利要求提供了输送薄膜材料的改进方式。在本发明的一个方面，腐蚀环境中提供于密封容器的薄膜材料更易于操作以消除人输送的需要。在本发明的另一方面，燃料电池型隔膜的组件进入燃料电池电极自动化进行并得到促进。
虽然本发明已经根据优选方面和实施方案进行了详细说明和描述，本领域技术人员将认识到在不离开下面权利要求所述的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节作出各种改变。
权利要求
1.一种用于将薄膜从源位置转移到目标位置的方法，所述方法包括在源位置设置薄膜；将薄膜固定在第一位置的第一表面；将第一表面从第一位置移动到第二位置，在此薄膜从源位置移开；将薄膜从第一表面转移到第二表面，第二表面位于第一位置；将第二表面从第一位置移动到第二位置；和将薄膜从第二表面转移到目标位置。
2.权利要求1所述的方法，其中薄膜提供于具有顶部的容器中，并且其中该方法进一步包括切开容器的顶部以接近薄膜。
3.权利要求2所述的方法，其中切开容器的顶部进一步包括切开薄膜。
4.权利要求1所述的方法，其中源位置包括可移动位置，并且其中移动第一表面包括移动源位置。
5.权利要求4所述的方法，其中移动第一表面进一步包括向第一表面移动源位置。
6.权利要求1所述的方法，其中第一表面包括有效连接到真空源的带孔第一表面，并且其中将薄膜固定在第一表面包括经由带孔第一表面将薄膜置于真空源下。
7.权利要求1所述的方法，其中第一表面包括弧形表面，并且其中移动第一表面包括转动该弧形表面。
8.权利要求1所述的方法，其中第二表面包括有效连接到真空源的带孔第二表面，并且其中将薄膜从第一表面转移到第二表面包括经由带孔第二表面将薄膜置于真空源下。
9.权利要求8所述的方法，其中将薄膜从带孔第二表面转移到目标位置包括降低由真空源提供的真空。
10.权利要求1所述的方法，其中第二表面包括薄膜释放机械装置，并且其中将薄膜从第二表面转移到目标位置包括起动该薄膜释放机械装置。
11.权利要求1所述的方法，其中薄膜包括隔膜。
12.权利要求1所述的方法，其中薄膜包括提供于粘稠溶液中的薄膜。
13.权利要求12所述的方法，其中粘稠溶液包括酸性粘稠溶液。
14.权利要求12所述的方法，其中薄膜包括燃料电池隔膜。
15.一种用于将薄膜从源位置转移到目标位置的装置，所述装置包括将薄膜从源位置转移到第一位置第一表面的装置；移动第一表面的装置，在此薄膜被转移到第二位置；将薄膜从第一表面转移到第二表面的装置，其中第二表面位于第一位置；将第二表面从第一位置转移到第二位置的装置；和将薄膜从第二表面转移到目标位置的装置。
16.权利要求15所述的装置，其中薄膜提供于具有顶部的容器中，并且其中该装置进一步包括切开容器的顶部以接近薄膜的装置。
17.权利要求16所述的装置，其中切开容器顶部的装置包括具有至少一个金属刀片的冲刀。
18.权利要求15所述的装置，其中源位置包括一个可移动表面。
19.权利要求18所述的装置，其中可移动表面滑动安装于支承框架。
20.权利要求18所述的装置，其中可移动表面为有效连接于真空源的穿孔可移动表面。
21.权利要求15所述的装置，其中第一表面包括弧形表面。
22.权利要求21所述的装置，其中弧形表面包括转筒。
23.权利要求21所述的装置，其中移动第一表面的装置包括旋转该弧形表面的装置。
24.权利要求21所述的装置，其中弧形表面包括带孔弧形表面，并且其中将薄膜从源位置转移到带孔弧形表面的装置包括有效连接到带孔弧形表面的真空源。
25.权利要求15所述的装置，其中第二表面包括带孔第二表面，并且其中将薄膜从第一表面转移到第二表面的装置包括有效连接到带孔第二表面的真空源。
26.权利要求25所述的装置，其中将薄膜从第二表面转移到目标位置的装置包括降低由带孔第二表面真空源提供的真空的装置。
27.权利要求15所述的装置，其中将第二表面从第一位置移动到第二位置的装置包括自动机械手。
28.权利要求15所述的装置，其中将薄膜从第二表面转移到目标位置的装置包括薄膜释放机械装置。
29.权利要求28所述的装置，其中薄膜释放机械装置包括多条金属丝。
30.权利要求15所述的装置，其中薄膜包括隔膜。
31.权利要求30所述的装置，其中隔膜包括燃料电池隔膜。
32.权利要求15所述的装置，其中薄膜包括提供于粘稠溶液中的薄膜。
33.权利要求32所述的装置，其中粘稠溶液包括酸性粘稠溶液。
34.一种向燃料电池电极提供燃料电池隔膜的方法，所述方法包括将燃料电池隔膜设置在真空工作台；将燃料电池隔膜固定在第一位置的弧形表面；将弧形表面从第一位置旋转到第二位置，在此燃料电池隔膜离开真空工作台；将燃料电池隔膜从弧形表面转移到交换面，该交换面位于第一位置；将具有燃料电池隔膜的交换面从第一位置移动到接近燃料电池电极的第二位置；和将燃料电池隔膜从交换面转移到燃料电池电极。
35.一种从容器中移动燃料电池隔膜并将燃料电池隔膜提供到燃料电池电极的装置，所述装置包括接受含燃料电池隔膜容器的真空工作台，该容器具有顶部；用于切开容器顶部的冲刀；具有带孔外表面的可旋转转筒；用于从容器中引出至少部分燃料电池隔膜、并直达可旋转转筒带孔外表面的真空装置；使可旋转转筒转动的装置，在此燃料电池隔膜从真空工作台转移到可旋转转筒；有效连接到真空源的多孔表面，以从可旋转转筒引出燃料电池隔膜到多孔表面；设定多孔表面的装置，以支撑邻近燃料电池电极的燃料电池隔膜；和将燃料电池隔膜从多孔表面转移到燃料电池电极的装置。
36.一种薄膜输送装置，包括固定薄膜的多孔表面；与表面上至少部分穿孔相通的正压室；有效连接到正压室的真空；移动多孔表面的装置。
37.权利要求36中所述的薄膜输送装置，其中多孔表面为用于旋转的固定弧形表面。
38.权利要求37中所述的薄膜输送装置，其中移动弧形表面的装置包括旋转弧形表面的装置。
39.权利要求37中所述的薄膜输送装置，其中带孔弧形表面包括圆柱形转筒。
40.权利要求39中所述的薄膜输送装置，其中圆柱形转筒的内部提供连接到真空的正压室。
41.权利要求36中所述的薄膜输送装置，其中多孔表面为平面表面。
42.权利要求36中所述的薄膜输送装置，其中多孔表面包括从表面移去薄膜的装置。
43.权利要求42中所述的薄膜输送装置，其中从表面移去薄膜的装置包括水力装置、气动装置或机械装置。
44.权利要求43中所述的薄膜输送装置，其中机械装置包括延伸越过表面并且相对表面可移动的多条金属丝。
45.一种输送薄膜的方法，其包括在第一位置提供多孔表面；提供有效连接到多孔表面的真空源；通过真空源将薄膜固定在多孔表面；和将表面从第一位置移动到第二位置。
46.权利要求45所述的方法，其中表面为平面表面或弧形表面。
47.权利要求46所述的方法，其中表面包括弧形表面，并且弧形表面包括圆柱形转筒的外表面。
48.权利要求45所述的方法，其中移动表面包括在一个或多个方向上移动表面。
49.权利要求45所述的方法，其中移动表面包括转动表面。
50.权利要求45所述的方法，其中进一步包括从表面移去薄膜。
51.权利要求50所述的方法，其中从表面移去薄膜包括从表面上水力、气动或机械移去薄膜。
52.权利要求1所述的方法，其中第二表面包括有效连接到加压气体源的带孔第二表面，并且其中将薄膜从带孔第二表面转移到目标位置包括向薄膜提供加压气体。
53.权利要求15所述的方法，其中第二表面包括有效连接到加压气体源的带孔第二表面，并且其中将薄膜从带孔第二表面转移到目标位置的装置包括向薄膜提供加压气体的装置。
54.权利要求36中所述的薄膜输送装置，其进一步包括给正压室加压的装置。
55.权利要求10所述的方法，其中薄膜释放机械装置包括多条金属丝。
56.一种输送薄膜的方法，所述薄膜提供于具有顶部和底部的容器，所述方法包括提供第一多孔表面，第一多孔表面提供有真空源；通过真空源将具有薄膜的容器固定在多孔表面上；切开容器的顶部，其中容器的顶部可被移出；移出容器的顶部；提供第二多孔表面，第二开孔表面提供有真空源；和将薄膜从第一多孔表面转移到第二多孔表面。
57.权利要求56所述的方法，其中从容器中移出容器的顶部包括手工移出容器顶部和自动移出容器顶部中的一种。
58.权利要求56所述的方法，其中移出容器顶部包括除去容器的顶部。
59.权利要求56所述的方法，其进一步包括将具有薄膜的第二多孔表面移动到目标位置。
60.权利要求56所述的方法，其中所述方法包括输送燃料电池隔膜的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于输送薄膜的方法和装置，例如，用于在燃料电池电极中输送和组装薄膜。所述装置包括用于固定薄膜的可移动真空工作台、具有用于从真空工作台移出薄膜的真空源的带孔转筒，和具有多孔表面和真空源的用于从带孔转筒到目标位置转移薄膜的转移组件。当薄膜提供于容器中时，该装置还可以包括打开容器以接近其中的薄膜的装置。从转移组件除去薄膜可以通过薄膜释放设备辅助进行，例如多个可移动的金属丝。该装置可以自动进行，例如该装置可以包括自动控制器和机器人臂以促进薄膜材料的输送。
文档编号B01D67/00GK1678510SQ03820121
公开日2005年10月5日 申请日期2003年8月20日 优先权日2002年8月30日
发明者雷蒙德·帕夫, 斯蒂芬·德比, 格伦·桑德斯, 格伦·霍普斯, 路易斯·柯特依斯, 尤尔根·帕里克, 韦纳·克劳斯 申请人:佩密斯股份有限公司