DE102020128924A1

DE102020128924A1 - Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020128924A1
Application number: DE102020128924.3A
Authority: DE
Inventors: Matthew David Hall; Guido Schiedt; Niko dos Santos; Andreas Gänzler; Alexander Zellner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2022-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung (1) zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper (2) einer Abgasreinigungseinrichtung (3) aus einem Beschichtungsmaterial, mit einer eine Fluideintrittsöffnung (5) und eine Fluidaustrittsöffnung (6) aufweisenden Wabenkörperaufnahme (4) für den Wabenkörper (2), wobei die Fluideintrittsöffnung (5) und die Fluidaustrittsöffnung (6) an eine Fluidpumpe (8) strömungstechnisch angeschlossen sind und die Beschichtungsvorrichtung (1) eine Einbringungsvorrichtung (7) zum Einbringen des Beschichtungsmaterials an einer strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe (8) und der Wabenkörperaufnahme (4) liegenden Einbringungsstelle aufweist, sodass ein mittels der Fluidpumpe (8) in Richtung der Wabenkörperaufnahme (4) gefördertes Fluid das an der Einbringungsstelle eingebrachte Beschichtungsmaterial zur Herstellung der Beschichtung in Richtung der Wabenkörperaufnahme (4) transportiert. Dabei ist vorgesehen, dass stromaufwärts der Einbringungsstelle ein Fluidfilter (18) zum Filtern des Fluids angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung aus einem Beschichtungsmaterial, mit einer eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaustrittsöffnung aufweisenden Wabenkörperaufnahme für den Wabenkörper, wobei die Fluideintrittsöffnung und die Fluidaustrittsöffnung an eine Fluidpumpe strömungstechnisch angeschlossen sind und die Beschichtungsvorrichtung eine Einbringvorrichtung zum Einbringen des Beschichtungsmaterials an einer strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe und der Wabenkörperaufnahme liegenden Einbringungsstelle aufweist, sodass ein mittels der Fluidpumpe in Richtung der Wabenkörperaufnahme gefördertes Fluid das an der Einbringungsstelle eingebrachte Beschichtungsmaterial zur Herstellung der Beschichtung in Richtung der Wabenkörperaufnahme transportiert. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 42 25 970 C1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur gleichmäßigen Beschichtung eines zylindrischen mit axialen Strömungskanälen versehenen Wabenkörpers mit einem Beschichtungspulver durch Einbringen des Beschichtungspulvers in einen Trägergasstrom, Durchströmen der Strömungskanäle des Wabenkörpers mit dem so beladenen Trägergasstrom und Abscheiden des Beschichtungspulvers aus dem Trägergasstrom auf die Wandungen der Strömungskanäle. Dabei ist vorgesehen, dass der Wabenkörper zunächst mit einer Bindeflüssigkeit belegt und dann mit seiner effektiven Querschnittsfläche in einem geschlossenen Kreislauf von dem Trägergas durchströmt wird, in das die für die Beschichtung des Wabenkörpers notwendige Menge Beschichtungspulver auf der Anströmseite des Wabenkörpers in den Trägergasstrom eingeblasen und durch mehrfaches Umwälzen des Trägergases quantitativ in den Kanälen des Wabenkörpers mit guter radialer und axialer Gleichmäßigkeit abgeschieden wird.
Weiterhin offenbart die Druckschrift EP 2 371 451 A1 eine Wabenfilterherstellungsvorrichtung zur Anwendung bei der Herstellung eines Wabenfilters, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: einen Werkstück-Festlegungsabschnitt zur Festlegung einer Basis eines Wabenfilters; einen Pulvertransportabschnitt, der auf einer Seite des Werkstück-Festigungsabschnitts angeordnet ist und ein Pulver gemeinsam mit einem Luftstrom unter Anwendung von Druckgas transportiert; einen Ansaugabschnitt, der auf der anderen Seite des Werkstück-Festlegungsabschnitts angeordnet ist, und das Gas ansaugt, das durch die Basis hindurchgetreten ist, die durch den Werkstück-Festlegungsabschnitt durch Druckverminderung auf der anderen Seite des Werkstück-Festlegungsabschnitts im Vergleich zu der anderen Seite des Werkstück-Festlegungsabschnitts unter Anwendung von Ansaugmitteln festgelegt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Beschichtungsvorrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere das Beschichten mit hoher Effizienz vornimmt, wobei ein Eindringen des Beschichtungsmaterials in die Außenumgebung zuverlässig unterbunden wird.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist vorgesehen, dass stromaufwärts der Einbringungsstelle ein Fluidfilter zum Filtern des Fluids angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Beschichtungsvorrichtung dient dem Herstellen der Beschichtung auf dem Wabenkörper und entsprechend auch dem Herstellen des Wabenkörpers. Der Wabenkörper ist vorzugsweise Bestandteil der Abgasreinigungseinrichtung, kann jedoch selbstverständlich auch separat von dieser vorliegen, insbesondere bis nach der Herstellung der Beschichtung. Die Abgasreinigungseinrichtung liegt beispielsweise als Partikelfilter, insbesondere als Otto-Partikelfilter oder als Diesel-Partikelfilter, oder als Fahrzeugkatalysator vor. In jedem Fall kann durch das Herstellen der Beschichtung auf dem Wabenkörper eine hohe Filtrierleistung des Partikelfilters und/oder eine hohe Konvertierungsleistung des Fahrzeugkatalysators erzielt beziehungsweise gegenüber auf bekannte Art und Weise hergestellten Beschichtungen noch verbessert werden.
Der Wabenkörper besteht beispielsweise aus Keramik oder aus Metall. In dem Wabenkörper liegen zahlreiche Strömungskanäle vor, welche ihn in axialer Richtung vollständig durchgreifen. Die Strömungskanäle verlaufen bevorzugt durchgehend gerade. Zusätzlich oder alternativ sind die Strömungskanäle untereinander parallel zueinander angeordnet, sodass also ihre Längsmittelachsen beabstandet parallel zueinander verlaufen. Beispielsweise ist es vorgesehen, jeden der Strömungskanäle eingangsseitig oder ausgangsseitig zu verschließen, sodass ein durch den Wabenkörper strömendes Fluid, beispielsweise Abgas, durch einen Grundkörper des Wabenkörpers, in welchem die Strömungskanäle ausgebildet sind, hindurchtritt. Der Grundkörper besteht hierzu bevorzugt aus einem porösen Material.
Insbesondere ist ein Teil der Strömungskanäle eingangsseitig und ein anderer Teil der Strömungskanäle ausgangsseitig verschlossen, sodass das Abgas eingangsseitig durch die ausgangsseitig verschlossenen Strömungskanäle in den Wabenkörper eintritt, anschließend den porösen Grundkörper durchströmt, wobei es aus dem Strömungskanal in einen anderen der Strömungskanäle übertritt, und nachfolgend ausgangsseitig durch die eingangsseitig verschlossenen Strömungskanäle aus dem Wabenkörper austritt. Hierdurch wird eine hohe Filtrierleistung beziehungsweise hohe Konvertierungsleistung erzielt.
Im Falle des Fahrzeugkatalysators weist das Beschichtungsmaterial wenigstens ein katalytisch wirksames Material auf, beispielsweise ein katalytisch wirksames Edelmetall. Das Material wird beispielsweise in Form eines Pulvers verwendet, um die Beschichtung herzustellen. Im Falle des Edelmetalls liegt insoweit ein Metallpulver oder Metalloxidpulver vor. Das Beschichtungsmaterial weist beispielsweise eine mittlere Korngröße von mindestens 1 µm, mindestens 2,5 µm oder höchstens 5 µm und/oder von höchstens 20 µm, höchstens 15 µm oder höchstens 10 µm auf. Unter der mittleren Korngröße ist bevorzugt der Äquivalenzdurchmesser von Partikeln des Beschichtungsmaterials zu verstehen. Im Falle des Partikelfilters entfällt das katalytisch wirksame Material oder wird lediglich optional verwendet. Bevorzugt ist das Beschichtungsmaterial derart gewählt, dass der Partikelfilter eine hinreichend gute Filterwirkung aufweist.
Die Beschichtungsvorrichtung, mittels welcher die Beschichtung auf dem Wabenkörper hergestellt wird, verfügt über die Wabenkörperaufnahme. In dieser wird der Wabenkörper zum Herstellen der Beschichtung angeordnet. Die Wabenkörperaufnahme weist die Fluideintrittsöffnung und die Fluidaustrittsöffnung auf. Die Beschichtungsvorrichtung ist nun derart ausgestaltet, dass sie der Wabenkörperaufnahme durch die Fluideintrittsöffnung das Fluid zuführt und es durch die Fluidaustrittsöffnung aus der Wabenkörperaufnahme entnimmt. Insgesamt wird also die Wabenkörperaufnahme ausgehend von der Fluideintrittsöffnung hin zu der Fluidaustrittsöffnung von dem Fluid durchströmt. Dies gilt entsprechend für den Wabenkörper, welcher zumindest zeitweise in der Wabenkörperaufnahme angeordnet ist, nämlich zum Herstellen der Beschichtung.
Das Fluid wird zum Herstellen der Beschichtung mittels der Fluidpumpe durch die Wabenkörperaufnahme und somit den Wabenkörper gefördert.
Das Beschichtungsmaterial wird stromaufwärts der Wabenkörperaufnahme in das Fluid eingebracht, nämlich an der Einbringungsstelle. Genauer gesagt ist die Einbringungsstelle zwischen der Fluidpumpe und der Wabenkörperaufnahme angeordnet, sodass von der Fluidpumpe in Richtung der Wabenkörperaufnahme gefördertes Fluid zunächst die Einbringungsstelle passiert und anschließend durch die Fluideintrittsöffnung in die Wabenkörperaufnahme eintritt.
An der Einbringungsstelle wird dem Fluid das Beschichtungsmaterial beigemengt. Entsprechend transportiert das mittels der Fluidpumpe geförderte Fluid das an der Einbringungsstelle eingebrachte Beschichtungsmaterial in Richtung der Wabenkörperaufnahme, sowie in diese hinein, sodass sich das Beschichtungsmaterial auf dem in der Wabenkörperaufnahme angeordneten Wabenkörper ansammeln kann. In anderen Worten wird das Beschichtungsmaterial bei dem durchströmbar des Wabenkörpers von dem Wabenkörper aus dem Fluid abgeschieden. Stromabwärts des Wabenkörpers beziehungsweise an der Fluidaustrittsöffnung weist das Fluid insoweit kein Beschichtungsmaterial oder lediglich eine geringe Menge an Beschichtungsmaterial auf, welches von dem Fluid von der Wabenkörperaufnahme fort gefördert wird.
Besonders bevorzugt ist die Beschichtungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass das Fluid in einem geschlossenen Kreislauf mittels der Fluidpumpe umgewälzt wird. Das bedeutet, dass zwischen einer Druckseite der Fluidpumpe und der Fluideintrittsöffnung der Wabenkörperaufnahme eine erste Fluidleitung und zwischen der Fluidaustrittsöffnung und einer Saugseite der Fluidpumpe eine zweite Fluidleitung angeordnet ist. Die Fluidleitungen liegen vorzugsweise als Rohrleitungen vor. Das bedeutet, dass in der Beschichtungsvorrichtung mittels der Fluidpumpe während des Herstellens der Beschichtung permanent das Fluid umgewälzt wird, dass hierbei die Wabenkörperaufnahme und entsprechend den darin angeordneten Wabenkörper durchströmt.
Hierdurch wird bereits ein besonders hoher Reinheitsgrad des Fluids erzielt. Insbesondere ist es nicht zu befürchten, dass aus einer Außenumgebung der Beschichtungsvorrichtung größere Verschmutzungen angesaugt und in Richtung der Wabenkörperaufnahme transportiert werden. Da jedoch auch bei einem solchen geschlossenen Kreislauf ein Druckausgleich zwischen der Beschichtungsvorrichtung und der Außenumgebung üblicherweise vorliegt, können zumindest in geringem Ausmaß Verschmutzungen aus der Au-ßenumgebung in die Beschichtungsvorrichtung gelangen, welche sich nachfolgend in dem Wabenkörper ansammeln.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass stromaufwärts der Einbringungsstelle ein Fluidfilter zum Filtern des Fluids angeordnet ist. Der Fluidfilter dient zum einen zum Ausfiltern von Verschmutzungen aus dem Fluid, welche unter Umständen aus der Außenumgebung in die Beschichtungsvorrichtung eingetragen wurden. Zum anderen ist er besonders bevorzugt dazu ausgestaltet, noch in dem Fluid vorliegendes Beschichtungsmaterial aus dem Fluid herauszufiltern.
Das Beschichtungsmaterial, welches strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe und der Einbringungsstelle noch in dem Fluid vorliegt, hat bereits die Wabenkörperaufnahme beziehungsweise den Wabenkörper zumindest einmalig durchlaufen und wurde hierbei nicht auf dem Wabenkörper abgeschieden. Um zu verhindern, dass solches Beschichtungsmaterial erneut in den Wabenkörper eingebracht wird, jedoch auch, um eine Fehldosierung des Beschichtungsmaterials auf dem Wabenkörper zu verhindern, ist der Fluidfilter entsprechend vorgesehen und ausgestaltet.
Der Fluidfilter weist hierbei beispielsweise eine Maschenweite auf, welche kleiner ist als eine mittlere Korngröße des Beschichtungsmaterials. Beispielsweise beträgt die Maschenweite höchstens 10 µm, höchstens 5 µm, höchstens 2,5 µm oder höchstens 1 µm. Besonders bevorzugt sind jedoch kleinere Maschen beiden von höchstens 0,75 µm, höchstens 0,5 µm, höchstens 0,25 um oder höchstens 0,1 µm. Eine solche Ausgestaltung des Fluidfilters stellt sicher, dass sowohl ungewollte Verunreinigungen des Fluids als auch eventuell noch in dem Fluid vorliegendes Beschichtungsmaterial aus dem Fluid herausgefiltert werden. Dies stellt eine besonders hohe Qualität der auf dem Wabenkörper ausgebildeten Beschichtung sicher.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einbringungsvorrichtung eine Einbringungslanze aufweist, die in eine einerseits an die Fluidpumpe und andererseits an die Fluideintrittsöffnung der Wabenkörperaufnahme strömungstechnisch angeschlossene Verbindungsleitung hineinragt. Über die Verbindungsleitung sind die Fluidpumpe und die Wabenkörperaufnahme beziehungsweise ihre Fluideintrittsöffnung strömungstechnisch aneinander angeschlossen. Hierbei ist die Verbindungsleitung strömungstechnisch an die Druckseite der Fluidpumpe angebunden. Die Verbindungsleitung weißt im Querschnitt gesehen eine Wand auf, welche sie in Umfangsrichtung durchgehend in radialer Richtung nach außen begrenzt.
In die Verbindungsleitung ragt die Einbringungslanze hinein, wobei sie bevorzugt durchgehend von der Wand beabstandet ist. Beispielsweise ist die Einbringungslanze symmetrisch bezüglich der Wand angeordnet. Insbesondere fällt eine Längsmittelachse der Einbringungslanze mit einer Längsmittelachse der Verbindungsleitung zusammen, sodass schlussendlich die Einbringungslanze mittig in der Verbindungsleitung angeordnet ist. Die Einbringungslanze dient dem Einbringen des Beschichtungsmaterials in die Verbindungsleitung und mithin in das die Verbindungsleitung durchströmende Fluid. Beispielsweise weist die Einbringungslanze mehrere Austrittsöffnungen auf, wobei durch jede der Austrittsöffnungen jeweils das Beschichtungsmaterial aus der Einbringungslanze aus und in die Verbindungsleitung eingebracht wird.
Das Ausbringen des Beschichtungsmaterials durch die Einbringungslanze erfolgt beispielsweise mithilfe von Überdruck. Bevorzugt wird also durch die Einbringungslanze ein Fluid in die Verbindungsleitung beziehungsweise das die Verbindungsleitung durchströmende Fluid eingebracht. Das aus der Einbringungslanze austretende Fluid reißt das Beschichtungsmaterial mit sich, welches ebenfalls in der Einbringungslanze vorliegt. Hierdurch gelangt das Beschichtungsmaterial in die Verbindungsleitung. Eine derartige Vorgehensweise ermöglicht ein besonders gleichmäßiges Verteilen des Beschichtungsmaterials.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsleitung mehrere Einströmöffnungen aufweist, die auf der der Wabenkörperaufnahme abgewandten Seite der Verbindungsleitung strömungstechnisch jeweils an die Fluidpumpe angeschlossen sind. Es ist also beispielsweise vorgesehen, dass die Verbindungsleitung nicht unmittelbar an die Fluidpumpe angeschlossen, sondern lediglich mittelbar mit ihr verbunden ist. Das mittels der Fluidpumpe geförderte Fluid strömt durch die Einströmöffnungen in die Verbindungsleitung ein und strömt weiter in Richtung der Fluideintrittsöffnung.
Die Einströmöffnungen sind auf der der Wabenkörperaufnahme abgewandten Seite der Verbindungsleitung an beziehungsweise in dieser ausgebildet. Das bedeutet, dass das durch die Einströmöffnungen in die Verbindungsleitung einströmende Fluid zumindest einen Großteil der Verbindungsleitung durchströmt, bevor es die Fluideintrittsöffnung und mithin die Wabenkörperaufnahme erreicht. Beispielsweise sind die Einströmöffnungen bezogen auf eine Gesamterstreckung der Verbindungsleitung in axialer Richtung mindestens 70 %, mindestens 80 % oder mindestens 90 % von der Wabenkörperaufnahme beabstandet.
Die Einströmöffnungen sind in der bereits erwähnten Wand der Verbindungsleitung ausgebildet. Vorzugsweise sind sie in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Besonders bevorzugt liegen wenigstens vier, wenigstens sechs, wenigstens acht oder wenigstens zehn derartige Einströmöffnungen vor. Die Einströmöffnungen dienen einer Vergleichmäßigung des in die Verbindungsleitung einströmenden Fluids.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsleitung in eine Fluidsammelkammer eingreift, sodass die Einströmöffnungen über die Fluidsammelkammer an die Fluidpumpe strömungstechnisch angeschlossen sind. Anders ausgedrückt ist die Fluidsammelkammer strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe und der Verbindungsleitung angeordnet. Die Verbindungsleitung greift derart in die Fluidsammelkammer ein, dass die Einströmöffnungen in der Fluidsammelkammer vorliegen, sodass das von der Fluidpumpe in die Fluidsammelkammer geförderte Fluid durch die Einströmöffnungen in die Verbindungsleitung gelangt. Die Fluidsammelkammer ermöglicht ein gleichmäßiges Einströmen des Fluids in die Verbindungsleitung über den Umfang der Verbindungsleitung verteilt hinweg.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einbringungsstelle stromabwärts der Einströmöffnungen angeordnet ist. Das bedeutet, dass das Einbringen des Beschichtungsmaterials in das Fluid erst nach dem Einströmen des Fluids in die Verbindungsleitung erfolgt. Beispielsweise ist die Einbringungsstelle bezogen auf die Entfernung zwischen den Einströmöffnungen und der Fluideintrittsöffnung der Wabenkörperaufnahme mindestens 10 %, mindestens 15 % oder mindestens 20 % und/oder höchstens 40 %, höchstens 30 % oder höchstens 20 % entfernt. Hierdurch ist eine hinreichende Homogenisierung des Fluids stromaufwärts der Einbringungsstelle erzielt. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass sich das Beschichtungsmaterial in dem Fluid bis zum Erreichen der Fluideintrittsöffnung gleichmäßig verteilt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidsammelkammer über eine Fluidzuführleitung strömungstechnisch an die Fluidpumpe angeschlossen und der Fluidfilter in der Fluidzuführleitung angeordnet ist. Die Fluidzuführleitung verbindet die Fluidpumpe strömungstechnisch mit der Fluidsammelkammer. Insbesondere schließt sich die Fluidzuführleitung einerseits unmittelbar an die Fluidpumpe, insbesondere an deren Druckseite, und andererseits an die Fluidsammelkammer an. Anders ausgedrückt ist der Fluidfilter stromabwärts der Fluidpumpe angeordnet. Bevorzugt weist die Fluidzuführleitung einen größeren Durchströmungsquerschnitt auf als die Fluidsammelkammer. Zusätzlich oder alternativ ist der Durchströmungsquerschnitt der Fluidsammelkammer kleiner als ein Durchströmungsquerschnitt der Verbindungsleitung. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders effektive Homogenisierung des Fluids und eine nachfolgende zuverlässige Verwirbelung des Beschichtungsmaterials in dem Fluid.
Alternativ zu der Anordnung des Fluidfilters in der Fluidzuführleitung kann er in einer Fluidabführleitung vorliegen, welche die Partikelfilteraufnahme mit der Fluidpumpe strömungstechnisch verbindet, nämlich auf der der Fluidabführleitung gegenüberliegenden Seite der Fluidpumpe. Einerseits der Fluidpumpe ist also die Fluidzuführleitung und andererseits die Fluidabführleitung an die Fluidpumpe angeschlossen. Die Fluidzuführleitung und die Fluidabführleitung sind zudem auf gegenüberliegenden Seiten an die Partikelfilteraufnahme strömungstechnisch angeschlossen, nämlich die Fluidzuführleitung über die Fluidsammelkammer und die Fluidabführleitung unter Umgehung der Fluidsammelkammer. Anders ausgedrückt ist der Fluidfilter stromaufwärts der Fluidpumpe angeordnet.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe und der Einbringungsstelle, insbesondere zwischen dem Fluidfilter und der Fluidsammelkammer, ein Überdruckventil angeordnet ist, und/oder dass strömungstechnisch zwischen der Fluidaustrittsöffnung und der Fluidpumpe ein Unterdruckventil angeordnet ist. Mittels des Überdruckventils und/oder des Unterdruckventils wird der vorstehend bereits erwähnte Druckausgleich zwischen der Beschichtungsvorrichtung und der Umgebung vorgenommen. Das Überdruckventil ist derart ausgestaltet, dass es lediglich ein Ausströmen des Fluids aus der Beschichtungsvorrichtung in Richtung der Außenumgebung zulässt, nicht jedoch ein Einströmen aus der Außenumgebung in die Beschichtungsvorrichtung. Über das Überdruckventil kann in der Beschichtungsvorrichtung beziehungsweise zwischen der Fluidpumpe und der Einbringungsstelle vorliegender Überdruck in Richtung der Außenumgebung abgebaut werden.
Das Unterdruckventil hingegen lässt lediglich eine Strömung aus der Au-ßenumgebung in die Beschichtungsvorrichtung hinein zu, nicht jedoch ein Ausströmen des Fluids aus der Beschichtungsvorrichtung in Richtung der Außenumgebung. Mithilfe des Unterdruckventils kann ein in der Beschichtungsvorrichtung vorliegender Unterdruck ausgeglichen werden. Hierzu ist das Überdruckventil strömungstechnisch zwischen der Druckseite der Fluidpumpe und und der Wabenkörperaufnahme beziehungsweise der Fluideintrittsöffnung und das Unterdruckventil strömungstechnisch zwischen der Wabenkörperaufnahme beziehungsweise der Fluidaustrittsöffnung und der Saugseite der Fluidpumpe angeordnet.
Besonders bevorzugt liegt das Überdruckventil strömungstechnisch zwischen dem Fluidfilter und der Fluidsammelkammer vor, also stromaufwärts der Wabenkörperaufnahme. Zusätzlich oder alternativ ist das Unterdruckventil strömungstechnisch zwischen der Fluidaustrittsöffnung und der Fluidpumpe angeordnet, also stromabwärts der Wabenkörperaufnahme. Hierdurch wird ein zuverlässiger Druckausgleich zwischen der Beschichtungsvorrichtung und ihrer Außenumgebung erzielt, ohne dass Beschichtungsmaterial in die Außenumgebung entweichen oder ungefiltertes Fluid zu der Wabenkörperaufnahme gelangen kann. Entsprechend ist das Ausbilden der Beschichtung mit hoher Qualität sichergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Drucksensor zur Messung einer Druckdifferenz über den Fluidfilter und/oder die Wabenkörperaufnahme vor. Mithilfe des Drucksensors beziehungsweise der mittels diesem gemessenen Druckdifferenz kann ein Füllstand des Filters beziehungsweise des in der Wabenkörperaufnahme angeordneten Wabenkörpers ermittelt werden. Überschreitet die Druckdifferenz einen bestimmten Schwellenwert, so wird im Falle des Fluidfilters ein Filterwechsel vorgenommen oder zumindest ein Signal erzeugt, welches zum Durchführen eines solchen Filterwechsels auffordert. Hierdurch ist eine besonders hohe Betriebssicherheit der Beschichtungsvorrichtung sichergestellt. Hinsichtlich des Wabenkörpers kann bei dem Überschreiten des Schwellenwerts durch die Druckdifferenz darauf geschlossen werden, dass eine hinreichende Menge an Beschichtungsmaterial auf den Wabenkörper aufgebracht und/oder in den Wabenkörper eingebracht wurde. In diesem Fall wird der Wabenkörper gewechselt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einbringungsstelle bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Beschichtungsvorrichtung geodätisch oberhalb und/oder koaxial bezüglich der Wabenkörperaufnahme angeordnet ist. Die Anordnung der Einbringungsstelle geodätisch oberhalb der Wabenkörperaufnahme hat den Vorteil, dass das Beschichtungsmaterial nicht nur von dem Fluid in Richtung der Wabenkörperaufnahme beziehungsweise in den Wabenkörper hinein gefördert wird, sondern dieser Vorgang zusätzlich schwerkraftunterstützt ist. Das bedeutet, dass das Beschichtungsmaterial von der Schwerkraft in Richtung des Wabenkörpers beziehungsweise in diesen hineingedrängt wird. Die zusätzlich oder alternativ vorgesehene koaxiale Anordnung der Einbringungsstelle bezüglich der Wabenkörperaufnahme dient dem Erzielen einer besonders gleichmäßigen Beschichtung auf dem Wabenkörper.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung aus einem Beschichtungsmaterial, insbesondere einer Beschichtungsvorrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Beschichtungsvorrichtung über eine eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaustrittsöffnung aufweisende Wabenkörperaufnahme für den Wabenkörper verfügt, wobei die Fluideintrittsöffnung und die Fluidaustrittsöffnung an eine Fluidpumpe strömungstechnisch angeschlossen sind und die Beschichtungsvorrichtung eine Einbringungsvorrichtung zum Einbringen des Beschichtungsmaterials an einer strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe und der Wabenkörperaufnahme liegenden Einbringungsstelle aufweist, sodass ein mittels der Fluidpumpe in Richtung der Wabenkörperaufnahme gefördertes Fluid das an der Einbringungsstelle eingebrachte Beschichtungsmaterial zum Herstellen der Beschichtung in Richtung der Wabenkörperaufnahme transportiert. Dabei ist vorgesehen, dass stromaufwärts der Einbringungsstelle ein Fluidfilter zum Filtern des Fluids angeordnet ist, sodass mittels der Fluidpumpe gefördertes Fluid mittels des Filters gefiltert wird.
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Beschichtungsvorrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Beschichtungsvorrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

1 eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung 1, welche zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper 2 einer Abgasreinigungseinrichtung 3 dient. Der Wabenkörper 2 wird hierzu in eine Wabenkörperaufnahme 4 der Beschichtungsvorrichtung 1 eingesetzt. Die Wabenkörperaufnahme 4 verfügt über eine Fluideintrittsöffnung 5 und eine Fluidaustrittsöffnung 6. Die Beschichtungsvorrichtung 1 führt der Wabenkörperaufnahme 4 durch die Fluideintrittsöffnung 5 ein Fluid zu und entnimmt es durch die Fluidaustrittsöffnung 6 wieder aus ihr.
Stromaufwärts der Fluideintrittsöffnung 5 ist eine Einbringungsvorrichtung 7 angeordnet, mittels welcher an einer Einbringungsstelle ein Beschichtungsmaterial in das Fluid eingebracht wird. Die Beschichtungsvorrichtung 1 weist in der hier dargestellten Ausgestaltung einen geschlossenen Fluidkreislauf auf. Hierzu ist die Wabenkörperaufnahme 4 beiderseits strömungstechnisch jeweils an eine Fluidpumpe 8 angeschlossen, nämlich die Fluideintrittsöffnung 5 an eine Druckseite der Fluidpumpe 8 und die Fluidaustrittsöffnung 6 an eine Saugseite der Fluidpumpe 8.
Die Einbringungsvorrichtung 7 verfügt über eine Einbringungslanze 9, die in eine Verbindungsleitung 10 hineinragt, über welche die Wabenkörperaufnahme 4 an die Fluidpumpe 8 strömungstechnisch angeschlossen ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt die Verbindungsleitung 10 über mehrere Einströmöffnungen 11, von welchen hier lediglich einige beispielhaft gekennzeichnet sind. Über die Einströmöffnungen 11 ist die Verbindungsleitung 10 strömungstechnisch an eine Fluidsammelkammer 12 angeschlossen, welche wiederum über eine Fluidzuführleitung 13 an die Fluidpumpe 8 strömungstechnisch angebunden ist.
Auf der der Verbindungsleitung 10 abgewandten Seite der Wabenkörperaufnahme 4 ist diese über eine Fluidabführleitung 14 wiederum an die Fluidpumpe 8 angeschlossen, nämlich an die Saugseite der Fluidpumpe 8. Strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe 8 und der Wabenkörperaufnahme 4 ist stromaufwärts der Einbringungsvorrichtung 7 ein Überdruckventil 15 angeordnet. Durch dieses kann ein in der Beschichtungsvorrichtung 1 stromabwärts der Fluidpumpe 8 vorliegender Überdruck in Richtung einer Au-ßenumgebung 16 der Beschichtungsvorrichtung 1 abgebaut werden. Zusätzlich oder alternativ liegt strömungstechnisch zwischen der Wabenkörperaufnahme 4 und der Fluidpumpe 8, nämlich stromabwärts der Wabenkörperaufnahme 4, ein Unterdruckventil 17 vor. Durch dieses kann Fluid aus der Au-ßenumgebung 16 in die Beschichtungsvorrichtung 1 gelangen.
Strömungstechnisch zwischen der Druckseite der Fluidpumpe 8 und der Einbringungsstelle liegt ein Fluidfilter 18 vor, welchem das mittels der Fluidpumpe 8 geförderte Fluid vollständig zugeführt wird, bevor es nachfolgend die Einbringungsvorrichtung 3 passiert und in die Wabenkörperaufnahme 4 gelangt. Entsprechend ist der Fluidfilter 18 in der Fluidzuführleitung 13 angeordnet. Ein optionaler Drucksensor 19 dient der Messung eines Differenzdrucks über den Fluidfilter 18.
Der Fluidfilter 18 ist strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe 8 und dem Überdruckventil 15 angeordnet, sodass eventuell durch das Überdruckventil 15 aus der Beschichtungsvorrichtung 1 austretendes Fluid zuvor von eventuell in ihm vorhandenem Beschichtungsmaterial befreit wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein Beschichtungsmaterial aus Beschichtungsvorrichtung 1 heraus in die Außenumgebung 16 übertritt.
Umgekehrt ist der Fluidfilter 18 strömungstechnisch zwischen dem Unterdruckventil 17 und der Einbringungsstelle angeordnet. Entsprechend ist sichergestellt, dass Verunreinigungen aus der Außenumgebung 16 nicht zusammen mit dem Fluid und der Beschichtungsmaterial die Wabenkörperaufnahme 14 erreichen, sondern vielmehr zuvor mittels des Filters 18 aus dem Fluid herausgefiltert werden.
Alternativ kann der Fluidfilter 18 stromaufwärts der Fluidpumpe 8 angeordnet sein, also strömungstechnisch zwischen der Fluidaustrittsöffnung 6 und der Fluidpumpe 8, insbesondere zwischen dem Unterdruckventil 17 und der Fluidpumpe 8. Auch in diesem Fall liegt er also bevorzugt strömungstechnisch zwischen dem Unterdruckventil 17 und der Einbringungsstelle vor. Entsprechend ist er in der Fluidabführleitung 14 angeordnet.
Die beschriebene Ausgestaltung der Beschichtungsvorrichtung 1 realisiert eine gleichmäßige Beschichtung auf dem Wabenkörper 2, welche zudem frei von Verunreinigungen ist. Dies wird mit einer äußerst kurzen Prozesszeit erreichen. Zudem ist die Beschichtungsvorrichtung 1 kostengünstig umsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Beschichtungsvorrichtung
2: Wabenkörper
3: Abgasreinigungseinrichtung
4: Wabenkörperaufnahme
5: Fluideintrittsöffnung
6: Fluidaustrittsöffnung
7: Einbringungsvorrichtung
8: Fluidpumpe
9: Einbringungslanze
10: Verbindungsleitung
11: Einströmöffnungen
12: Fluidsammelkammer
13: Fluidzuführleitung
14: Fluidzuführleitung
15: Überdruckventil
16: Außenumgebung
17: Unterdruckventil
18: Fluidfilter
19: Drucksensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4225970 C1 [0002]
EP 2371451 A1 [0003]

Claims

Beschichtungsvorrichtung (1) zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Wabenkörper (2) einer Abgasreinigungseinrichtung (3) aus einem Beschichtungsmaterial, mit einer eine Fluideintrittsöffnung (5) und eine Fluidaustrittsöffnung (6) aufweisenden Wabenkörperaufnahme (4) für den Wabenkörper (2), wobei die Fluideintrittsöffnung (5) und die Fluidaustrittsöffnung (6) an eine Fluidpumpe (8) strömungstechnisch angeschlossen sind und die Beschichtungsvorrichtung (1) eine Einbringungsvorrichtung (7) zum Einbringen des Beschichtungsmaterials an einer strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe (8) und der Wabenkörperaufnahme (4) liegenden Einbringungsstelle aufweist, sodass ein mittels der Fluidpumpe (8) in Richtung der Wabenkörperaufnahme (4) gefördertes Fluid das an der Einbringungsstelle eingebrachte Beschichtungsmaterial zur Herstellung der Beschichtung in Richtung der Wabenkörperaufnahme (4) transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Einbringungsstelle ein Fluidfilter (18) zum Filtern des Fluids angeordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringungsvorrichtung (7) eine Einbringungslanze (9) aufweist, die in eine einerseits an die Fluidpumpe (8) und andererseits an die Fluideintrittsöffnung (5) der Wabenkörperaufnahme (4) strömungstechnisch angeschlossene Verbindungsleitung (10) hineinragt.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (10) mehrere Einströmöffnungen (11) aufweist, die auf der der Wabenkörperaufnahme (4) abgewandten Seite der Verbindungsleitung (10) strömungstechnisch jeweils an die Fluidpumpe (8) angeschlossen sind.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (10) in eine Fluidsammelkammer (12) eingreift, sodass die Einströmöffnungen (11) über die Fluidsammelkammer (12) an die Fluidpumpe (8) strömungstechnisch angeschlossen sind.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringungsstelle stromabwärts der Einströmöffnungen (11) angeordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidsammelkammer (12) über eine Fluidzuführleitung (13) strömungstechnisch an die Fluidpumpe (8) angeschlossen und der Fluidfilter (18) in der Fluidzuführleitung (13) angeordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe (8) und der Einbringungsstelle ein Überdruckventil (15) angeordnet ist, und/oder dass strömungstechnisch zwischen der Fluidaustrittsöffnung (6) und der Fluidpumpe (8) ein Unterdruckventil (17) angeordnet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Drucksensor (19) zur Messung einer Druckdifferenz über den Fluidfilter (18) und/oder die Wabenkörperaufnahme (4).
Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringungsstelle bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Beschichtungsvorrichtung (1) geodätisch oberhalb und/oder koaxial bezüglich der Wabenkörperaufnahme (4) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung (1) zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper (2) einer Abgasreinigungseinrichtung (3) aus einem Beschichtungsmaterial, insbesondere einer Beschichtungsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungsvorrichtung (1) über eine eine Fluideintrittsöffnung (5) und eine Fluidaustrittsöffnung (6) aufweisende Wabenkörperaufnahme (4) für den Wabenkörper (2) verfügt, wobei die Fluideintrittsöffnung (5) und die Fluidaustrittsöffnung (6) an eine Fluidpumpe (8) strömungstechnisch angeschlossen sind und die Beschichtungsvorrichtung (1) eine Einbringungsvorrichtung (7) zum Einbringen des Beschichtungsmaterials an einer strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe (8) und der Wabenkörperaufnahme (4) liegenden Einbringungsstelle aufweist, sodass ein mittels der Fluidpumpe (8) in Richtung der Wabenkörperaufnahme (4) gefördertes Fluid das an der Einbringungsstelle eingebrachte Beschichtungsmaterial zum Herstellen der Beschichtung in Richtung der Wabenkörperaufnahme (4) transportiert, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Einbringungsstelle ein Fluidfilter (18) zum Filtern des Fluids angeordnet ist, sodass mittels der Fluidpumpe (8) gefördertes Fluid mittels des Fluidfilters (18) gefiltert wird.