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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung aus einem pulverförmigen Beschichtungsmaterial, wobei während eines Beschichtungsvorgangs das Beschichtungsmaterial in einer Fluidleitung der Beschichtungsvorrichtung mit einem in Richtung des Wabenkörpers geförderten Trägerfluid vermischt wird, aus welchem das Beschichtungsmaterial bei einem Durchströmen des Wabenkörpers zur Ausbildung der Beschichtung abgeschieden wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
EP 2 371 451 B1 bekannt. Diese beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen eines Wabenfilters, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Werkstück-Festlegungsabschnitt zur Festlegung einer Basis eines Wabenfilters; einen Pulvertransportabschnitt, der auf einer Seite des Werkstück-Festlegungsabschnitts angeordnet ist und 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 einen Seite des Werkstück-Festlegungsabschnitts unter Anwendung von Ansaugmitteln festgelegt ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere das Beschichten mit hoher Effizienz vornimmt, wobei ein Anhaften des Beschichtungsmaterials in der Beschichtungsvorrichtung zuverlässig zumindest teilweise vermieden wird.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist vorgesehen, dass während des Beschichtungsvorgangs eine in der Beschichtungsvorrichtung auftretende elektrostatische Aufladung mittels zumindest einer lonisationsvorrichtung verringert wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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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 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 Fahrzeugs erzielt beziehungsweise gegenüber auf bekannte Art und Weise hergestellten Beschichtungen noch verbessert werden.
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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.
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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.
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Im Falle des Partikelfilters weist das Beschichtungsmaterial wenigstens ein mineralisches Material auf, beispielweise Vulkanasche. Das Material wird in Form eines Pulvers verwendet, um die Beschichtung herzustellen. Beim Herstellen der Beschichtung werden Poren des Grundkörpers von dem Beschichtungsmaterial zumindest teilweise verschlossen. Hierdurch weist der Partikelfilter bereits bei einer Inbetriebnahme der Abgasreinigungseinrichtung die hohe Filtrierleistung auf. Insofern weist der Partikelfilter vor dem Herstellen der Beschichtung eine geringere Filtrierleistung auf.
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Im Falle des Fahrzeugkatalysators weist das Beschichtungsmaterial wenigstens ein katalytisch wirksames Material auf, beispielsweise ein katalytisch wirksames Edelmetall. Das Material wird in Form eines Pulvers verwendet, um die Beschichtung herzustellen. Im Falle des Edelmetalls liegt insoweit ein Metallpulver oder Metalloxidpulver vor.
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Das Beschichtungsmaterial weist beispielsweise eine mittlere Korngröße von mindestens 1 µm, mindestens 2,5 µm und höchstens 5 µm und/oder von mindestens 20 µm, höchstens 15 µm oder höchstens 10 µm auf. Unter der mittleren Korngröße ist bevorzugt der Äquivalenzdurchmesser von Partikeln des Beschichtungsmaterials zu verstehen.
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Die Beschichtungsvorrichtung, mittels welcher die Beschichtung auf dem Wabenkörper hergestellt wird, verfügt über die Fluidleitung. Während des Beschichtungsvorgangs wird das Beschichtungsmaterial in der Fluidleitung mit dem Trägerfluid vermischt. Hierzu wird das Beschichtungsmaterial in die Fluidleitung und somit in das Trägerfluid eingebracht. Als Trägerfluid wird vorzugsweise ein Gas, insbesondere Luft verwendet.
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Das Trägerfluid wird in der Beschichtungsvorrichtung in Richtung des Wabenkörpers gefördert, insbesondere mittels einer Fluidpumpe. Die Fluidleitung ist vorzugsweise strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe und dem Wabenkörper angeordnet. Insofern wird das Beschichtungsmaterial mit dem Trägerfluid vermischt, bevor dieses den Wabenkörper erreicht und diesen anschließend durchströmt. Hierbei wird das Beschichtungsmaterial aus dem Trägerfluid abgeschieden und die Beschichtung auf dem Wabenkörper hergestellt.
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Während des Beschichtungsvorgangs kann eine elektrostatische Aufladung in der Beschichtungsvorrichtung auftreten. Die elektrostatische Aufladung wird beispielsweise aufgrund von Reibungskräften verursacht, die zwischen dem Trägerfluid einerseits und der Beschichtungsvorrichtung andererseits auftreten. Weiterhin kann eine elektrostatische Aufladung von Partikeln des pulverförmigen Beschichtungsmaterials auftreten, insbesondere wenn dieses mittels einer Düse unter hohem Druck in die Fluidleitung eingebracht wird.
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Unter der elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials ist zu verstehen, dass zumindest ein Teil der Partikel des Beschichtungsmaterials eine elektrisch positive oder eine elektrisch negative Ladung aufweist. Die elektrostatische Aufladung führt zu einem Anhaften des Beschichtungsmaterials an der Beschichtungsvorrichtung, insbesondere an einer Innenwand der Fluidleitung. Hierdurch können Ablagerungen des Beschichtungsmaterials in der Beschichtungsvorrichtung auftreten, die deren effizienten Betrieb beeinträchtigen.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die in der Beschichtungsvorrichtung auftretende elektrostatische Aufladung mittels der zumindest einen lonisationsvorrichtung zu verringern. Mittels der lonisationsvorrichtung wird insbesondere das Trägerfluid zumindest teilweise ironisiert. Hierunter ist verstehen, dass zumindest einige Moleküle des Trägerfluids mittels der lonisationsvorrichtung positiv und/oder negativ geladen werden. Insofern liegen die Moleküle des Trägerfluids nach der Ionisierung als ionisierte Moleküle vor. Beispielsweise weist ein erster Teil der ionisierten Moleküle des Trägerfluids eine positive elektrische Ladung auf, während ein zweiter Teil der ionisierten Moleküle eine negative elektrische Ladung aufweist. Vorzugsweise erfolgt die Ionisierung der Moleküle derart, dass eine Anzahl des ersten Teils der ionisierten Moleküle und eine Anzahl des zweiten Teils der ionisierten Moleküle nahezu gleich groß ist, sodass die ionisierten Moleküle insgesamt eine elektrisch neutrale Ladung aufweisen.
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Mittels der ionisierten Moleküle des Trägerfluids wird die in der Beschichtungsvorrichtung auftretende elektrostatische Aufladung verringert oder zumindest teilweise neutralisiert. Insbesondere wird mittels der ionisierten Moleküle die elektrostatische Aufladung der Partikel des Beschichtungsmaterials verringert oder sogar neutralisiert oder zumindest nahezu neutralisiert. Hierbei werden elektrisch positiv beziehungsweise elektrisch negativ geladene Partikel des Beschichtungsmaterials von entsprechend elektrisch negativ oder elektrisch positiv geladenen Molekülen des Trägerfluids elektrisch neutralisiert, sodass das Anhaften des Beschichtungsmaterials in der Beschichtungsvorrichtung aufgrund der elektrostatischen Aufladung verringert oder vorzugsweise vollständig oder zumindest nahezu vollständig verhindert wird. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Beschichtungsvorrichtung geschaffen, wobei das Anhaften des Beschichtungsmaterials in der Beschichtungsvorrichtung zuverlässig hinsichtlich seines Ausmaßes verringert wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine lonisationsvorrichtung wenigstens eine elektrisch leitfähige Elektrode aufweist, die während des Beschichtungsvorgangs mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden wird. Die lonisationsvorrichtung dient dem Erzeugen von Ionen, insbesondere in dem Trägerfluid. Die Ionen werden vorzugsweise mittels einer Coronaentladung erzeugt. Hierzu wird die wenigstens eine elektrisch leitfähige Elektrode mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden, insbesondere mit einer Hochspannungsquelle.
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Die Elektrode ist beispielsweise in Form einer Nadel ausgebildet, die eine Spitze aufweist, an der ein mittels der elektrischen Spannungsquelle bereitgestelltes elektrisches Potential vorliegt. Das elektrische Potential führt zu einer elektrischen Entladung der Elektrode, die wiederum zu einer elektrostatischen Aufladung eine Umgebung der Elektrode führt. Die Elektrode wird von dem Trägerfluid umströmt, wobei die Moleküle des Trägerfluids zumindest teilweise ionisiert werden. Dabei ist vorgesehen, die Elektrode während des Beschichtungsvorgangs zumindest zeitweise, vorzugsweise während des gesamten Beschichtungsvorgangs, mit der elektrischen Spannungsquelle zu verbinden. Hierdurch wird eine besonders effiziente Ionisierung des Trägerfluids erreicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Beschichtungsmaterial mittels eines Treibfluids, insbesondere mittels Druckluft, über eine Einbringvorrichtung in die Fluidleitung eingebracht wird. Beispielsweise weist die Einbringvorrichtung zumindest eine Düse auf, mittels derer das Treibfluid in die Fluidleitung eingebracht wird. In der Fluidleitung erfolgt ein Vermischen des Treibfluids beziehungsweise des Beschichtungsmaterials mit dem Trägerfluid.
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Bei dem Einbringen des Beschichtungsmaterials, insbesondere bei einem Austreten des Trägerfluids aus der Düse, tritt die elektrostatische Aufladung des Beschichtungsmaterials auf. Diese wird mittels der lonisationsvorrichtung verringert, indem das Trägerfluid zumindest teilweise ionisiert wird. Vorzugsweise liegt das Trägerfluid bereits bei dem Einbringen des Treibfluids beziehungsweise des Beschichtungsmaterials zumindest teilweise ionisiert in der Fluidleitung vor. Hierdurch wird die elektrostatische Aufladung der Partikel des Beschichtungsmaterials besonders zuverlässig verringert oder nahezu vollständig neutralisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Elektrode stromaufwärts des Wabenkörpers und/oder der Einbringvorrichtung in der Fluidleitung angeordnet ist und von dem Trägerfluid umströmt wird. Es ist vorteilhaft, das Trägerfluid bereits zu ionisieren bevor das Beschichtungsmaterial mit diesem vermischt wird, insbesondere unmittelbar vor dem Vermischen. Hierzu ist die Elektrode stromaufwärts des Wabenkörpers und vorzugsweise stromaufwärts der Einbringvorrichtung in der Fluidleitung angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Elektrode unmittelbar stromaufwärts der Einbringvorrichtung angeordnet.
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Beispielsweise ragt die Elektrode unmittelbar stromaufwärts der Einbringvorrichtung in die Fluidleitung ein, sodass diese von dem Trägerfluid umströmt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die lonisationsvorrichtung zumindest teilweise von dem Trägerfluid durchströmt wird. Beispielsweise wird zumindest ein Teil des Trägerfluids unter einem Druck der lonisationsvorrichtung zugeführt, insbesondere mittels eines Gebläses oder in Form von Druckluft. Hierbei ist die Elektrode in der lonisationsvorrichtung angeordnet und wird von dem Trägerfluid umströmt, während dieses aus der Ionisationsvorrichtung austritt. Insofern wird ein Teil des Trägerfluids mittels der lonisationsvorrichtung in die Beschichtungsvorrichtung eingebracht und dabei ionisiert. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Ionisierung des Trägerfluids erreicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle oder eine Gleichspannungsquelle verwendet wird. Mittels der Spannungsquelle wird an der elektrisch leitfähigen Elektrode ein elektrisches Potential bereitgestellt. Die Elektrode wird von dem Trägerfluid umströmt, wobei das Trägerfluid zumindest teilweise ionisiert wird. Unter dem elektrischen Potential ist eine Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode und der Beschichtungsvorrichtung, insbesondere einer Erdung der Beschichtungsvorrichtung, zu verstehen. Das elektrische Potential kann elektrisch positiv oder elektrisch negativ sein. Entsprechend werden von einem positiven Potential die Moleküle des die Elektrode umströmenden Trägerfluids zumindest teilweise positiv geladen. Entsprechend werden die Moleküle mittels des elektrisch negativen Potentials zumindest teilweise negativ geladen.
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Zum Bereitstellen des elektrischen Potentials an der Elektrode ist vorzugsweise die Wechselspannungsquelle vorgesehen. Diese stellt periodisch wechselnd das elektrisch positive beziehungsweise das elektrisch negative Potential an der Elektrode bereit. Bei einem konstanten Massenstrom des Trägerfluids wird durch die Verwendung der Wechselspannungsquelle ein Gleichgewicht zwischen elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Moleküle in dem Trägerfluid erreicht. Durch eine entsprechend hohe Frequenz der Wechselspannung kann eine besonders gleichförmige Aufladung des Trägerfluids erreicht werden. Bei Verwendung der Wechselspannung weist das Trägerfluid insgesamt ein elektrisch neutrales Potential auf.
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Alternativ kann als Spannungsquelle die Gleichspannungsquelle verwendet werden. Mittels der Gleichspannungsquelle kann das Trägerfluid gezielt zumindest teilweise positiv oder zumindest teilweise negativ elektrisch aufgeladen werden. Hierdurch wird eine besonders flexible lonisationsvorrichtung geschaffen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Elektrode mit einem ersten Pol der Spannungsquelle verbunden wird und die zumindest eine lonisationsvorrichtung wenigstens eine weitere Elektrode aufweist, die mit einem zweiten Pol der Spannungsquelle verbunden wird. Somit liegt zusätzlich zu der Elektrode die wenigstens eine weitere Elektrode vor. Die beiden Elektroden sind mit voneinander verschiedenen Polen der Spannungsquelle verbunden, sodass eine Potentialdifferenz zwischen diesen auftritt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Gleichspannungsquelle als Spannungsquelle verwendet wird.
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Vorzugsweise weist der erste Pol der Gleichspannungsquelle ein erstes elektrisches Potential auf, während der zweite Pol der Gleichspannungsquelle ein gegenüber dem ersten elektrischen Potential betragsmäßig gleiches aber elektrisch negatives zweites elektrisches Potential aufweist. Vorzugsweise sind das erste elektrische Potential und das zweite elektrische Potential gegenüber der Erdung betragsmäßig gleich jedoch elektrisch negativ zueinander. Beispielsweise ist der erste Pol ein gegenüber der Erdung elektrisch positiver Pol der Gleichspannungsquelle, während der zweite Pol ein gegenüber der Erdung elektrisch negativer Pol der Gleichspannungsquelle ist. Hierdurch wird bei Verwendung der Gleichspannungsquelle eine insgesamt elektrisch neutrale Aufladung des Trägerfluids erreicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Trägerfluid mittels einer Fluidpumpe in der Beschichtungsvorrichtung in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, wird das Trägerfluid in der Beschichtungsvorrichtung in Richtung des Wabenkörpers gefördert, wobei dieses anschließend den Wabenkörper durchströmt. Hierbei wird das Trägerfluid mittels der Fluidpumpe gefördert, die stromaufwärts der Fluidleitung vorliegt. Vorzugsweise ist liegt stromabwärts des Wabenkörpers eine weitere Fluidleitung vor, über die das Trägerfluid der Fluidleitung erneut zugeführt wird. Die Fluidpumpe liegt beispielsweise in der weiteren Fluidleitung vor, sodass das Trägerfluid in dem geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird, wobei es hierbei den Wabenkörper durchströmt.
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Unter dem geschlossenen Kreislauf ist insbesondere zu verstehen, dass einerseits eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Fluidleitung und dem Wabenkörper gegenüber einer Außenumgebung der Beschichtungsvorrichtung strömungstechnisch abgeschlossen ist und andererseits das durch den Wabenkörper strömende Trägerfluid nach dem Durchströmen des Wabenkörpers vollständig oder zumindest nahezu vollständig erneut in Richtung des Wabenkörpers gefördert wird.
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Die Fluidleitung und die weitere Fluidleitung liegen vorzugsweise als Rohrleitungen vor. An der Fluidleitung und/oder der weiteren Fluidleitung können Ventile für einen Fluidaustausch mit der Umgebung vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Überdruckventil vorgesehen sein, durch das ein in der Beschichtungsvorrichtung vorliegender Überdruck abgebaut werden kann. Entsprechend kann ein Unterdruckventil vorgesehen sein, durch das ein Fluid, insbesondere Luft, in die Beschichtungsvorrichtung gelangen kann. Mittels der Ventile wird sichergestellt, dass stets eine ausreichende Menge an Trägerfluid zum Umwälzen in der Beschichtungsvorrichtung vorliegt.
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Weiterhin können in der Beschichtungsvorrichtung Fluidfilter vorgesehen sein. Diese sind insbesondere stromaufwärts oder stromabwärts der Ventile angeordnet. Mittels der Fluidfilter kann einerseits eine Verschmutzung der Außenumgebung durch aus der Beschichtungsvorrichtung austretendes Trägerfluid und somit Beschichtungsmaterial vermieden werden. Andererseits wird ein Ansaugen von Verschmutzungen aus der Außenumgebung vermieden, die andernfalls in Richtung des Wabenkörpers gelangen könnten.
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Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass stromaufwärts der Fluidleitung, insbesondere zwischen der Fluidleitung und der Fluidpumpe, ein Fluidfilter zum Filtern des Trägerfluids angeordnet ist. Der Fluidfilter ist besonders bevorzugt dazu ausgestaltet, noch in dem Trägerfluid vorliegendes Beschichtungsmaterial aus dem Trägerfluid herauszufiltern, bevor dieses erneut der Fluidleitung zugeführt wird. In Verbindung mit der erfindungsgemäß vorgesehenen lonisationsvorrichtung wird somit eine Ansammlung von Verschmutzungen in der Beschichtungsvorrichtung besonders zuverlässig vermieden.
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Alternativ zu dem geschlossenen Kreislauf kann vorgesehen sein, dass das Trägerfluid den Wabenkörper in einem offenen Kreislauf durchströmt. Hierbei ist die Fluidpumpe vorzugsweise stromabwärts des Wabenkörpers angeordnet, sodass diese das Trägerfluid durch den Wabenkörper ansaugt, beispielsweise aus der Außenumgebung. Stromaufwärts des Wabenkörpers wird das Beschichtungsmaterial mittels der Einbringvorrichtung mit dem Trägerfluid vermischt. Weiterhin kann in dem offenen Kreislauf vorgesehen sein, dass die strömungstechnische Verbindung zwischen der Fluidleitung und dem Wabenkörper gegenüber der Außenumgebung strömungstechnisch nicht abgeschlossen ist, sondern das Trägerfluid zumindest teilweise unmittelbar in den Wabenkörper gelangen kann. Hierbei kann das Trägerfluid Luft aus der Außenumgebung mitnehmen, sodass diese den Wabenkörper zusammen mit dem Trägerfluid durchströmt.
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Nach dem Durchströmen des Wabenkörpers wird das Trägerfluid im Falle des offenen Kreislaufs erneut der Außenumgebung zugeführt. Insofern wird das Trägerfluid der Außenumgebung entnommen und nach dem Durchströmen des Wabenkörpers erneut der Außenumgebung zugeführt. Durch den offenen Kreislauf wird eine kompaktere Ausgestaltung der Beschichtungsvorrichtung realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wabenkörper zum Beschichten in eine bezüglich einer Längsmittelachse der Fluidleitung koaxial zu dieser angeordnete Wabenkörperaufnahme eingesetzt wird. Der Wabenkörper wird zum Herstellen der Beschichtung in der Wabenkörperaufnahme angeordnet. Die Wabenkörperaufnahme weist eine Fluideintrittsöffnung und eine Fluidaustrittsöffnung auf. Die Beschichtungsvorrichtung ist nun derart ausgestaltet, dass sie der Wabenkörperaufnahme durch die Fluideintrittsöffnung das Trägerfluid zuführt und dieses durch die Fluidaustrittsöffnung aus der Wabenkörperaufnahme entnimmt. Insgesamt wird also die Wabenkörperaufnahme ausgehend von der Fluideintrittsöffnung hin zu der Fluidaustrittsöffnung von dem Trägerfluid durchströmt. Dies gilt entsprechend für den Wabenkörper, welcher zumindest zeitweise in der Wabenkörperaufnahme angeordnet ist, nämlich während des Beschichtungsvorgangs.
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Das mittels der Fluidpumpe geförderte Trägerfluid transportiert das Beschichtungsmaterial in Richtung der Wabenkörperaufnahme, sowie in diese hinein, sodass sich das Beschichtungsmaterial auf dem in der Wabenkörperaufnahme angeordneten Wabenkörper ansammeln kann. Stromabwärts des Wabenkörpers beziehungsweise an der Fluidaustrittsöffnung weist das Trägerfluid insoweit kein Beschichtungsmaterial oder lediglich eine geringe Menge an Beschichtungsmaterial auf, welches von dem Trägerfluid von der Wabenkörperaufnahme fort gefördert wird. Insbesondere kann das Trägerfluid in dem geschlossenen Kreislauf erneut der Fluideintrittsöffnung zugeführt werden, worauf vorstehend bereits hingewiesen wurde.
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Die Fluidleitung und die Wabenkörperaufnahme sind koaxial zueinander angeordnet. Hierdurch kann das Trägerfluid geradlinig aus der Fluidleitung in die Wabenkörperaufnahme und somit in den Wabenkörper strömen. Vorzugsweise ist die Fluidleitung geodätisch über der Wabenkörperaufnahme angeordnet, so dass das Trägerfluid geodätisch betrachtet von oben in die Wabenkörperaufnahme einströmt. Hierdurch werden Ablagerungen des Beschichtungsmaterials aufgrund von Verwirbelungen und/oder aufgrund der Schwerkraft vermieden und es wird eine besonders effiziente Beschichtungsvorrichtung geschaffen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wabenkörperaufnahme und die Fluidleitung zum Einsetzen des Wabenkörpers und zum Entnehmen des Wabenkörpers bezüglich der Längsmittelachse in axialer Richtung zueinander verlagert werden. Beispielsweise wird die Wabenkörperaufnahme zum Einsetzten des Wabenkörpers bezüglich der Fluidleitung in axialer Richtung verlagert. Vorzugsweise weist die Wabenkörperaufnahme eine Schließstellung auf, in der die Wabenkörperaufnahme und die Fluidleitung strömungstechnisch miteinander verbunden gegenüber der Außenumgebung der Beschichtungsvorrichtung strömungstechnisch abgeschlossen sind.
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Vorzugsweise ist die Fluidleitung fest mit der Beschichtungsvorrichtung verbunden, während die Wabenkörperaufnahme bezüglich der Fluidleitung verschiebbar ist. Besonders bevorzugt wird die Wabenkörperaufnahme durch eine Verlagerung in axialer Richtung in eine Offenstellung verlagert. Hierbei wird ein Innenraum der Wabenkörperaufnahme von der Außenumgebung aus zugänglich, sodass der Wabenkörper in die Wabenkörperaufnahme eingesetzt oder aus diesem entnommen werden kann. Auf diese Weise wird ein besonders rasches Austauschen des Wabenkörpers nach dem Durchführend des Beschichtungsvorgangs ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beschichtungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung aus einem pulverförmigen Beschichtungsmaterial, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Beschichtungsvorrichtung dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, während eines Beschichtungsvorgangs das Beschichtungsmaterial in einer Fluidleitung der Beschichtungsvorrichtung mit einem in Richtung des Wabenkörpers geförderten Trägerfluid zu vermischen, aus welchem das Beschichtungsmaterial bei einem Durchströmen des Wabenkörpers zur Ausbildung der Beschichtung abgeschieden wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Beschichtungsvorrichtung weiter dazu vorgesehen ist und ausgebildet ist, während des Beschichtungsvorgangs eine in der Beschichtungsvorrichtung auftretende elektrostatische Aufladung mittels zumindest einer lonisationsvorrichtung zu verringern.
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Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausbildung 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.
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Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in der Figur 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.
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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 zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Wabenkörper einer Abgasreinigungseinrichtung.
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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 Trägerfluid zu und entnimmt es durch die Fluidaustrittsöffnung 6 wieder aus ihr.
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Stromaufwärts der Fluideintrittsöffnung 5 ist eine Einbringvorrichtung 7 angeordnet, mittels welcher an einer Einbringungsstelle ein Beschichtungsmaterial in das Trägerfluid eingebracht wird. Die Beschichtungsvorrichtung 1 weist in der hier dargestellten Gestaltung 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 einer Saugseite der Fluidpumpe 8.
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Die Einbringvorrichtung 7 ist in einer Fluidleitung 9 angeordnet, in der das Beschichtungsmaterial mit dem Trägerfluid vermischt wird. Die Fluidleitung 9 ist in Form einer Rohrleitung ausgebildet, und weist eine Längsmittelachse 10 auf. Die Wabenkörperaufnahme 4 ist bezüglich der Längsmittelachse 10 koaxial zu der Fluidleitung 9 angeordnet.
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Stromaufwärts des Wabenkörpers 2 ist zumindest eine lonisationsvorrichtung 11 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei lonisationsvorrichtungen 11 vorgesehen. Jede der lonisationsvorrichtungen 11 weist wenigsten eine elektrisch leitfähige Elektrode 12 auf. Die Elektrode 12 wird während eines Beschichtungsvorgangs mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden. Während des Beschichtungsvorgangs wird die Elektrode 12 beziehungsweise werden die Elektroden 12 von dem Trägerfluid umströmt. Hierbei werden Moleküle des Trägerfluids zumindest teilweise ionisiert.
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Durch die ionisierten Moleküle des Trägerfluids wird eine in der Beschichtungsvorrichtung 1 auftretende elektrostatische Aufladung verringert. Insbesondere wird eine elektrostatische Aufladung von Partikeln des mittels der Einbringvorrichtung 7 eingebrachten Beschichtungsmaterials verringert. Hierdurch wird ein Anhaften des Beschichtungsmaterials an der Beschichtungsvorrichtung 1, insbesondere einer Innenwand der Fluidleitung 9, vermieden.
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Die Fluidpumpe 8 ist in einer weiteren Fluidleitung 13 angeordnet. Strömungstechnisch zwischen der Fluidpumpe 8 und der Wabenkörperaufnahme 4 ist stromaufwärts der Einbringvorrichtung 7 ein Überdruckventil 14 angeordnet. Durch dieses kann ein in der Beschichtungsvorrichtung 1 stromabwärts der Fluidpumpe 8 vorliegender Überdruck in Richtung einer Außenumgebung 15 der Beschichtungsvorrichtung 1 abgebaut werden. Zusätzlich liegt strömungstechnisch zwischen der Wabenkörperaufnahme 4 und der Fluidpumpe 8, nämlich stromabwärts der Wabenkörperaufnahme 4, ein Unterdruckventil 16 vor. Durch dieses kann Fluid aus der Außenumgebung 15 in die Beschichtungsvorrichtung 1 gelangen.
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Strömungstechnisch zwischen der Druckseite der Fluidpumpe 8 und der Einbringvorrichtung 7 liegt ein Fluidfilter 17 vor, welchem das mittels der Fluidpumpe 8 geförderte Trägerfluid vollständig zugeführt wird, bevor es nachfolgend die Einbringvorrichtung 7 passiert und in die Wabenkörperaufnahme 4 gelangt.
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Die beschriebene Ausgestaltung der Beschichtungsvorrichtung 1 realisiert eine gleichmäßige Beschichtung auf dem Wabenkörper 2, wobei Ablagerungen des Beschichtungsmaterials in der Beschichtungsvorrichtung 1 aufgrund von elektrostatischer Aufladung verringert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschichtungsvorrichtung
- 2
- Wabenkörper
- 3
- Abgasreinigungseinrichtung
- 4
- Wabenkörperaufnahme
- 5
- Fluideintrittsöffnung
- 6
- Fluidaustrittsöffnung
- 7
- Einbringvorrichtung
- 8
- Fluidpumpe
- 9
- Fluidleitung
- 10
- Längsmittelache
- 11
- lonisationsvorrichtung
- 12
- Elektrode
- 13
- weitere Fluidleitung
- 14
- Überdruckventil
- 15
- Außenumgebung
- 16
- Unterdruckventil
- 17
- Fluidfilter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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