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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Verbindungsmittels auf die Innenfläche eines Mantelrohres für einen Abgaskatalysator, mit einem zentralen Hohlkörper, welcher als Reservoir für das Verbindungsmittel dient, wobei der Hohlkörper mehrere am Außenumfang angeordnete Öffnungen aufweist, durch welche das Verbindungsmittel aus dem Hohlkörper nach außen förderbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auftragen eines Verbindungsmittels.
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Stand der Technik
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Abgaskatalysatoren mit einem metallischen Wabenkörper werden zur Erhöhung der Stabilität in sogenannte Mantelrohre eingesetzt. Das Mantelrohr erhöht dabei einerseits die Stabilität des Katalysators insgesamt und dient zusätzlich als Schutz des Wabenkörpers gegen mechanische Belastungen.
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Zur dauerhaften und robusten Verbindung des Wabenkörpers mit dem Mantelrohr wird ein Verbindungsmittel aufgetragen, auf welches in einem nachfolgenden Schritt ein Lot aufgetragen wird.
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Nach dem Einsetzen des Wabenkörpers in das Mantelrohr kann mithilfe eine Lötvorgangs eine dauerhafte Verbindung zwischen Wabenkörper und Mantelrohr erzeugt werden.
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Es sind beispielsweise Verfahren bekannt, bei welchen das Verbindungsmittel mittels Leimwalzen auf das Mantelrohr aufgetragen wird. Das Mantelrohr mit dem angetrockneten Leim wird schließlich in ein Bad mit Lotpulver eingebracht, wodurch Lot an den beleimten Stellen hängen bleibt. Hierbei werden die Streifen des Verbindungsmittels flächig auf der Innenseite des Mantelrohrs aufgetragen. Die flächigen und durchgängigen Streifen führen zu einer sehr starren Verbindung zwischen Wabenkörper und Mantelrohr. Dadurch ist die Dauerhaltbarkeit der Verbindung gefährdet, da es infolge der im Betrieb auftretenden thermischen Spannungen beispielsweise zu Beschädigungen des Wabenkörpers kommen kann.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Auftrag eines Verbindungsmittels auf ein Mantelrohr zu schaffen. Außerdem ist es die Aufgabe ein Verfahren zum Auftragen des Verbindungsmittels auf ein Mantelrohr zu schaffen.
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Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Verbindungsmittels auf die Innenfläche eines Mantelrohres für einen Abgaskatalysator, mit einem zentralen Hohlkörper, welcher als Reservoir für das Verbindungsmittel dient, wobei der Hohlkörper mehrere am Außenumfang angeordnete Öffnungen aufweist, durch welche das Verbindungsmittel aus dem Hohlkörper nach außen förderbar ist.
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Ein Verbindungsmittel kann insbesondere ein Haftmittel, wie beispielsweise Leim oder eine andere kleberartige Substanz, sein. Diese wird in flüssiger Form aufgetragen. Das Haftmittel wird in einem nachfolgenden Arbeitsgang, beispielsweise durch das Tauchen in einem Lotbad aufgetragen.
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Der zentrale Hohlkörper kann durch einen Zylinder gebildet sein, der eine Zuführvorrichtung aufweist, um das Verbindungsmittel, welches im Hohlkörper gelagert ist, zuzuführen.
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Der Hohlkörper weist eine Mehrzahl von Öffnungen, beispielsweise Bohrungen, auf. Durch diese Öffnungen kann das Verbindungsmittel aus dem Hohlkörper hinaus gefördert werden. Die Öffnungen können gleichverteilt entlang der axialen Erstreckung des Hohlkörpers und in dessen Umfangsrichtung verteilt sein. Alternativ kann auch eine abweichende Anordnung der Öffnungen gewählt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungsmittel mittels Druckluft aus dem Hohlkörper förderbar ist. Das Ausfördern des Verbindungsmittel kann bevorzugt durch Druckluft geschehen, mit welcher der Hohlraum beaufschlagt wird. Zur Regulierung der Ausbringungsmenge können Ventile und andere Regelelemente eingesetzt werden. Alternativ kann das Ausbringen des Verbindungsmittels beispielsweise auch durch einen in den Hohlraum einfahrenden Stempel realisiert werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Öffnungen in dem Hohlkörper mit einer Membran überdeckt sind, wobei die Membran zumindest in einer Richtung durchlässig für das Verbindungsmittel ausgebildet ist. Die Membran ist zumindest in der Richtung vom Inneren des Hohlkörpers nach außen hin für das Verbindungsmittel durchlässig. Membranen dieser Art sind vielfältig im Stand der Technik bekannt und können für eine Vielzahl von unterschiedlichen Stoffen angepasst werden. Durch die Membran kann insbesondere eine genau definierte Menge des Verbindungsmittels an die Außenseite der Membran und somit an die der Innenseite des Mantelrohrs zugewandte Seite gefördert werden.
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Die Membran, welche bevorzugt nur dann durchlässig für das Verbindungsmittel ist, wenn ein gewisser Mindestdruck auf die Membran wirkt, verhindert insbesondere das unkontrollierte Austreten des Verbindungsmittels.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung betrachtet auf die Membran eine Lochmaske folgt, wobei die Lochmaske eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, durch welche das Verbindungsmittel hindurchtreten kann. Die Lochmaske ist angepasst an das Lotbild, welches im Mantelrohr erzeugt werden soll. Das durch die Membran hinausgeförderte Verbindungsmittel tritt somit durch die Öffnungen in der Lochmaske aus und kann auf die Innenfläche des Mantelrohrs aufgetragen werden. Die Lochmaske weist hierzu bevorzugt einen geringfügigen geringeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser des Mantelrohrs.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Membran eine ungleichmäßige Oberflächenstruktur ausweist, wobei die Membran insbesondere erhabene und vertiefte Bereiche aufweist. Durch die erhabenen Bereiche kann insbesondere das gewünschte Lotbild auf der Innenseite des Mantelrohrs abgebildet werden. Das durch die erhabenen Bereiche austretende Verbindungsmittel kommt zuerst mit der Innenfläche des Mantelrohres in Kontakt, wodurch nach dem Prinzip eines Stempeldrucks das Lotbild auf dem Mantelrohr abgebildet werden kann.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die erhabenen Bereiche der Membran dem zu erzeugenden Lotbild auf der Innenseite des Mantelrohres entsprechen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Hohlkörper drehbar gelagert ist und entlang der Innenfläche eines Mantelrohres abrollbar ist. Durch den drehbaren Hohlkörper kann ein Lotbild auf das Mantelrohr aufgetragen werden, indem der Hohlkörper entlang der Innenfläche des Mantelrohrs abgerollt wird.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Membran dehnbar ist, wobei durch im Hohlkörper vorherrschenden Druck eine Ausdehnung der Membran in radialer Richtung erzeugbar ist. Durch das Ausdehnen der Membran kann eine Art Stempeldruckverfahren abgebildet werden. Das Verbindungsmittel, welches auf den erhabenen Bereichen der Membran abgelagert ist, wird somit durch ein Ausdehnen der Membran in radialer Richtung auf das Mantelrohr übertragen, wodurch das gewünschte Lotbild auf dem Mantelrohr erzeugt wird. Durch das Absenken des auf die Membran wirkenden Drucks zieht diese sich wieder zusammen, wodurch ein Spalt zwischen der Membran und dem Mantelrohr erzeugt wird. Die Vorrichtung kann so auf einfache Weise aus dem Mantelrohr entfernt werden, ohne das erzeugte Lotbild zu beschädigen.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines Verbindungsmittels auf die Innenfläche eines Mantelrohres, wobei die nachfolgenden Schritte absolviert werden:
- ▪ Ausfördern des im Hohlkörper bevorrateten Verbindungsmittels aus dem Hohlkörper hinaus durch die am Außenumfang des Hohlkörpers angeordnete Membran
- ▪ In Kontakt bringen des ausgeförderten Verbindungsmittels mit der Innenfläche des Mantelrohres.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Hohlkörper drehbar gelagert ist und in Umfangrichtung an der Innenfläche des Mantelrohres abgerollt wird, wobei entsprechend der Lochmaske oder der Struktur der Membran das Verbindungsmittel auf das Mantelrohr übertragen wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Schnittansicht durch einen Hohlkörper, mit einem innen liegenden Reservoir, einer Membran, einer Lochmaske und dem Mantelrohr, in welchem die Vorrichtung angeordnet ist, und
- 2 eine Schnittansicht mit einem Hohlkörper und einer Membran mit erhabenen Bereichen und dem Mantelrohr.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Hohlkörper 1, der in seinem Inneren ein Reservoir 2 für das Verbindungsmittel aufweist. Das Verbindungsmittel kann beispielsweise eine pastenartige, flüssige oder zähflüssige Konsistenz aufweisen.
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Der Hohlkörper 1 hat an seinen Außenumfang eine Mehrzahl von Öffnungen 3, durch welche das Verbindungsmittel aus dem Reservoir 2 hinaus gefördert werden kann. Dies kann beispielsweise durch das Aufbringen eines Druckes auf das Verbindungsmittel im Reservoir 2 erreicht werden.
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Die Öffnungen 3 werden an der Außenwandung des Hohlkörpers 1 von einer Membran 4 überdeckt, welche zumindest in einer Richtung, vorzugsweise vom Inneren des Hohlkörpers nach außen, für das Verbindungsmittel durchlässig ist.
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Nach außen auf die Membran 4 folgend ist eine Lochmaske 5 angeordnet, welche ebenfalls Öffnungen 6 aufweist. Die Öffnungen 6 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie das zu erzeugende Lotbild auf der Innenseite des Mantelrohres 7 exakt abbilden. Durch das Ausfördern des Verbindungsmittel durch die Membran 4 und durch die Öffnungen 6 der Lochmaske 5 kann ein Übertrag des Verbindungsmittels auf die Innenwandung des Mantelrohres 7 erreicht werden.
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Bevorzugt ist der Luftspalt zwischen der Lochmaske 5 und dem Mantelrohr 7 derart klein, dass das Verbindungsmittel durch das Ausfördern auf die Innenwandung des Mantelrohres 7 über tragen werden kann, ohne eine zusätzliche Relativbewegung des Hohlkörpers 1 zu benötigen. Alternativ kann der Hohlkörper 1 aber auch drehbar gelagert sein oder anderweitig relativ zum Mantelrohr 7 beweglich gelagert sein, so dass dieser an der Innenwandung des Mantelrohres 7 entlang geführt werden kann, um den Übertrag des Verbindungsmittels auf das Mantelrohr 7 zu ermöglichen.
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2 zeigt eine alternative Ausführung des Hohlkörpers 10, welcher im Inneren ebenfalls ein Reservoir 11 für ein Verbindungsmittel aufweist. Der Hohlkörper 10 weist ebenfalls Öffnungen 12 auf, durch welche das Verbindungsmittel herausgefördert werden kann.
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Die Öffnungen 12 sind von einer Membran 13 überdeckt. Die Membran 13 weist abweichend zur Membran 4 in 1 erhabene Bereiche 14 und relativ dazu vertiefte Bereiche 15 auf. Die erhabenen Bereiche 14 sind bevorzugt derart ausgebildet und entlang des Hohlkörpers 10 angeordnet, dass durch diese das Lotbild auf der Innenseite des Mantelrohres 16 erzeugt werden kann. Das durch die Membran 13 geförderte Verbindungsmittel kann somit nach Art eines Stempeldruckverfahrens auf die Innenseite des Mantelrohres 16 übertragen werden.
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Die Membran 13 kann derart gestaltet sein, dass sie durch den Förderdruck, der auf das Verbindungsmittel wirkt, eine Ausdehnung erfährt, wodurch der Luftspalt zwischen der Membran 13 und dem Mantelrohr 16 überbrückt werden kann. Der Übertrag des Verbindungsmittels von den erhabenen Bereichen 14 auf das Mantelrohr 16 kann somit ohne die Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Mantelrohr 16 und dem Hohlkörper 10 erzeugt werden.
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In der Ausführungsform der 2 ist die Membran 13 in axialer Richtung durch Vorsprünge fixiert, so dass es zu keiner Verschiebung der Membran 13 relativ zum Hohlkörper 10 kommen kann.
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Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden. Die Ausführungsbeispiele der 1 und 2 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.
