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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 2 371 452 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 Einbringungsabschnitt, der zwischen dem Pulvertransportabschnitt und dem Werkstück-Festlegungsabschnitt angeordnet ist, wobei das von dem Pulvertransportabschnitt mit dem Luftstrom transportierte Pulver in dem Einbringungsabschnitt mit einem weiteren Gas vermischt und in die vom dem Werkstück-Festlegungsabschnitt festgelegte Basis eingebracht wird wenn die die Vorrichtung betrieben wird; 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; einen Reinigungsabschnitt zum Entfernen von überschüssigem Pulver, das an einer Endfläche der Basis nach dem Einbringen des Pulvers anhaftet; einen Bewertungsabschnitt zum Bewerten einer Menge des an der Basis anhaftenden Pulvers; und einen Werkstück-Transportabschnitt zum transportieren des Werkstücks zwischen dem Werkstück-Festlegungsabschnitt, dem Reinigungsabschnitt und dem Bewertungsabschnitt.
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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, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere das Beschichten mit hoher Effizienz vornimmt, wobei ein in der Beschichtungsvorrichtung vorliegender Rückstand des Beschichtungsmaterials zuverlässig zumindest teilweise entfernt 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 nach dem Beschichtungsvorgang ein Reinigungsvorgang durchgeführt wird, während welchem ein in der Beschichtungsvorrichtung auf einer Oberfläche vorliegender Rückstand des Beschichtungsmaterials mittels einer in Richtung einer Längsmittelachse der Fluidleitung in dieser verlagerbar angeordneten Reinigungslanze zumindest teilweise von der Oberfläche abgelöst 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 Fahrzeugkatalysators 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 sich das Beschichtungsmaterial zumindest teilweise auf der Oberfläche der Beschichtungsvorrichtung ansammeln. Insbesondere kann zumindest ein Teil des Beschichtungsmaterials in Form des Rückstands an der Oberfläche anhaften oder sich auf dieser ablagern. Dies bedeutet, dass nicht alle Partikel des Beschichtungsmaterials in den Wabenkörper transportiert werden, sondern diese aus dem Trägerfluid abgeschieden werden, bevor dieses den Wabenköper durchströmt.
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Insofern bildet sich während des Beschichtungsvorgang der Rückstand des Beschichtungsmaterials auf der Oberfläche aus. Bei der Oberfläche handelt es sich insbesondere um eine Innenwand der Fluidleitung und/oder eine Außenfläche des Wabenkörpers, nämlich eine stromaufwärtige Außenfläche. Um einen zuverlässigen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung und das Einbringen einer genau bemessenen Menge an Beschichtungsmaterial in den Wabenkörper zu gewährleisten, ist es daher vorteilhaft den Rückstand nach dem Durchführen des Beschichtungsvorgangs zu entfernen.
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Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, nach dem Beschichtungsvorgang den Reinigungsvorgang durchzuführen. Während des Reinigungsvorgangs wird der nach dem Beschichtungsvorgang auf der Oberfläche vorliegende Rückstand des Beschichtungsmaterials zumindest teilweise von der Oberfläche abgelöst. Zum Ablösen des Beschichtungsmaterials von der Oberfläche weist die Beschichtungsvorrichtung die Reinigungslanze auf. Diese ist in der Fluidleitung angeordnet und in dieser verlagerbar.
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Die Fluidleitung weist die Längsmittelachse auf, die in einer Hauptströmungsrichtung des Trägerfluids vorliegt. Beispielsweise ist die Fluidleitung in Form einer geradlinigen Rohrleitung mit einer kreisförmigen Querschnittsfläche ausgebildet, wobei das Trägerfluid in Richtung der Längsmittelachse durch die Fluidleitung strömt beziehungsweise in Richtung der Längsmittelachse seine größte Strömungsgeschwindigkeitskomponente aufweist. Die Reinigungslanze ist vorzugsweise in Richtung der Längsmittelachse der Fluidleitung verlagerbar, so dass diese insofern in axialer Richtung in dieser verlagerbar ist. Beispielsweise ist die Reinigungslanze entlang der Längsmittelachse verfahrbar in der Fluidleitung angeordnet.
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Während des Reinigungsvorgangs wird die Reinigungslanze in der Fluidleitung verlagert, wobei der Rückstand mittels der Reinigungslanze zumindest teilweise von der Oberfläche abgelöst wird. Hierbei wird vorzugsweise das Trägerfluid weiterhin in der Fluidleitung gefördert, so dass der nunmehr abgelöste Rückstand erneut mit dem Trägerfluid vermischt und von diesem aus der Fluidleitung heraus transportiert wird.
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Nach einem Abschluss des Reinigungsvorgangs liegt insofern kein oder nur eine sehr geringe Menge des Rückstands auf der Oberfläche vor. Gegebenenfalls kann der Reinigungsvorgang wiederholt werden, insbesondere mehrfach, um ein besonders zuverlässiges Ablösen des Rückstands zu erreichen. Mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird der auf der Oberfläche der Beschichtungsvorrichtung vorliegende Rückstand besonders zuverlässig entfernt. Darüber hinaus wird ein Reinigungsvorgang geschaffen, der weitestgehend automatisiert durchgeführt werden kann.
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Aufgrund des Reinigungsvorgangs wird ein nachfolgender Beschichtungsvorgang nicht durch den Rückstand beeinträchtig, der aufgrund des zuvor durchgeführten Beschichtungsvorgangs auf der Oberfläche der Beschichtungsvorrichtung vorliegt. Hierdurch lässt sich die Beschichtung auf einer Vielzahl von Wabenkörpern gleichförmig ausbilden und es wird eine zuverlässige Serienfertigung einer Vielzahl von Abgasreinigungseinrichtungen ermöglicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Ablösen des Rückstands mittels eines Reinigungsfluids, insbesondere mittels Druckluft, erfolgt, das/die aus der Reinigungslanze bezüglich der Längsmittelachse radial nach außen austritt. Die Reinigungslanze ist vorzugsweise in Form einer Rohrleitung ausgebildet, wobei an einem ersten Ende der Reinigungslanze ein Düsenkopf angeordnet ist. Die Reinigungslanze, insbesondere die Rohrleitung, ist vorzugsweise koaxial zu der Längsmittelachse der Fluidleitung in dieser angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Längsmittelachse der Fluidleitung identisch zu einer Längsmittelachse der Rohrleitung der Reinigungslanze. Alternativ kann die Reinigungslanze bezüglich der Längsmittelachse der Fluidleitung radial versetzt zu dieser angeordnet sein.
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Das erste Ende der Reinigungslanze weist vorzugsweise den Düsenkopf auf. Beispielsweise wird das Reinigungsfluid über die Rohrleitung dem Düsenkopf zugeführt. Aus diesem tritt das Reinigungsfluid radial nach außen aus. Hierunter ist vorzugsweise zu verstehen, dass das Reinigungsfluid bezüglich der Längsmittelachse angewinkelt austritt. Das bedeutet, dass eine Strömungsrichtung des Reinigungsfluids mit der Längsmittelachse einen Winkel einschließt, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Bevorzugt beträgt der Winkel mindestens 30° und höchstens 150°, mindestens 60° und höchstens 120° oder mindestens 75° und höchstens 105°. Beispielsweise tritt das Reinigungsfluid unter einem Winkel von 90° aus dem Düsenkopf aus. Selbstverständlich kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsfluid zumindest unter einem Winkel von weniger als 90° austritt, so dass dieses insofern zumindest teilweise schräg und in Richtung des Wabenkörpers aus dem Düsenkopf austritt.
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An dem Düsenkopf sind beispielsweise mehrere in Umfangsrichtung verteilte Austrittsöffnungen vorgesehen, durch welche das Reinigungsfluid aus dem Düsenkopf austritt. Die Austrittsöffnungen liegen bevorzugt in Form von Düsen vor. Das bedeutet insbesondere, dass die Austrittsöffnungen in Richtung der Strömungsrichtung des Reinigungsfluids einen abnehmenden Durchströmungsquerschnitt aufweisen. Das Reinigungsfluid ist beispielsweise ein Gas und besteht vorzugsweise aus Luft, insbesondere aus Druckluft. Vorzugsweise wird das Reinigungsfluid der Reinigungslanze an einer dem Düsenkopf gegenüberliegenden Seite zugeführt. Hierzu ist das dem Düsenkopf gegenüberliegende Ende vorzugsweise aus der Fluidleitung heraus geführt, so dass das Reinigungsfluid der Reinigungslanze von außen zugeführt werden kann. Hierdurch wird eine besonders einfache umzusetzende aber sehr zuverlässige Reinigung der Oberfläche erreicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Trägerfluid zumindest zeitweise 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 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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Die Fluidleitung und/oder die weitere Fluidleitung liegen vorzugsweise als Rohrleitungen vor. An der Fluidleitung und/oder der weiteren Fluidleitung kann zumindest ein Ventil 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 zusätzlich oder alternativ ein Unterdruckventil vorgesehen sein, durch das ein Fluid, insbesondere Luft, in die Beschichtungsvorrichtung gelangen kann. Mittels des zumindest einen Ventils wird sichergestellt, dass stets eine optimale Menge an Trägerfluid zum Umwälzen in der Beschichtungsvorrichtung vorliegt.
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Weiterhin kann in der Beschichtungsvorrichtung zumindest ein Fluidfilter vorgesehen sein. Dieser ist insbesondere stromaufwärts oder stromabwärts des Ventils angeordnet. Mittels des Fluidfilters 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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Beispielsweise ist der Fluidfilter stromaufwärts der Fluidleitung, insbesondere zwischen der Fluidleitung und der Fluidpumpe, angeordnet. 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 Reinigungslanze wird somit eine Ansammlung von Verschmutzungen in der Beschichtungsvorrichtung besonders zuverlässig vermieden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wabenkörper während des Reinigungsvorgangs zumindest zeitweise weiterhin von dem Trägerfluid durchströmt wird, sodass der Wabenkörper mit dem abgelösten Rückstand des Beschichtungsmaterials beaufschlagt wird. Es ist insofern vorgesehen, den Wabenkörper nach dem Beschichtungsvorgang nicht aus der Beschichtungseinrichtung zu entnehmen, sondern diesen zumindest bis zu dem Ende des Reinigungsvorgangs in dieser zu belassen. Hierbei wird der Wabenkörper weiterhin von dem Trägerfluid durchströmt, insbesondere in Verbindung mit dem Reinigungsfluid.
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Hierdurch wird einerseits erreicht, dass der während des Reinigungsvorgangs abgelöste Rückstand dem Wabenkörper zugeführt und hierbei zu dem Herstellen der Beschichtung beiträgt. Andererseits kann der auf der Außenfläche des Wabenkörpers, insbesondere auf einer der Fluidleitung zugewandten Stirnseite des Wabenkörpers, vorliegende Rückstand während des Reinigungsvorgangs ebenfalls zumindest teilweise abgelöst werden. Hierdurch wird eine Verschmutzung der Außenumgebung durch den auf der Stirnseite des Wabenkörpers vorliegenden Rückstand bei einer Entnahme des Wabenkörpers aus der Beschichtungsvorrichtung vermieden.
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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 Beschichtungsmaterial zusammen mit dem Treibfluid in die Fluidleitung eingebracht wird. In der Fluidleitung erfolgt ein Vermischen des Treibfluids und damit des Beschichtungsmaterials mit dem Trägerfluid.
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Bei dem Einbringen des Beschichtungsmaterials kann dieses bereits zumindest teilweise in Kontakt mit der Innenwand der Fluidleitung gelangen und den Rückstand ausbilden. Weiterhin kann sich auch an der Einbringvorrichtung selbst ein Rückstand ausbilden, der das Einbringen des Beschichtungsmaterials beinträchtigen kann. Mittels des erfindungsgemäßen Reinigungsvorgangs wird ein zuverlässiges und gleichförmiges Einbringen des Beschichtungsmaterials über die zumindest eine Düse ermöglicht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Reinigungslanze während des Reinigungsvorgangs bezüglich der Längsmittelachse von einer ersten axialen Position in Richtung des Wabenkörpers verlagert und nach einem Erreichen einer zweiten axialen Position in die erste axiale Position zurück verlagert wird. Die Reinigungslanze, insbesondere der Düsenkopf, liegt zu Beginn des Beschichtungsvorgangs beispielsweise an der ersten axialen Position vor. Die erste axiale Position liegt vorzugsweise bezüglich der Strömungsrichtung des Trägerfluids stromaufwärts der Einbringvorrichtung oder zumindest einer Einbringstelle vor, wobei an der Einbringstelle das Beschichtungsmaterial in das Trägerfluid eingebracht wird. Die Einbringvorrichtung beziehungsweise die Einbringstelle ist insofern zwischen der ersten und der zweiten axialen Position angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Reinigungslanze in der ersten axialen Position derart in der Fluidleitung angeordnet, dass eine möglichst minimale Beeinträchtigung der Durchströmung der Fluidleitung erreicht wird.
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Die zweite axiale Position liegt vorzugsweise an der der Fluidleitung zugewandten Stirnseite des Wabenkörpers vor. Insofern ist vorgesehen die Reinigungslanze, insbesondere den Düsenkopf, während des Reinigungsvorgangs bis hin zu dem Wabenköper zu verlagern, insbesondere bis hin zu der Stirnseite. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiges Ablösen des Rückstands über die gesamte Länge der Fluidleitung erreicht. Weiterhin wird auch ein Ablösen des auf der Stirnseite des Wabenkörpers vorliegenden Rückstands verbessert.
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Es ist vorgesehen die Reinigungslanze während des Reinigungsvorgangs wenigstens einmal von der ersten axialen Position bis hin zu der zweiten axialen Position und wieder zurück in die erste axiale Position zu verlagern. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, die Reinigungslanze während des Reinigungsvorgangs mehrfach zwischen den beiden axialen Positionen zu verlagern. Bevorzugt wird hierbei durchgehend das Reinigungsfluid ausgebracht. Durch diese Vorgehensweise wird ein besonders zuverlässiges Ablösen des Rückstands erreicht.
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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 und 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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Eine Weiterbild der Erfindung sieht vor, dass nach dem Reinigungsvorgang zumindest ein weiterer Beschichtungsvorgang durchgeführt wird. Der Reinigungsvorgang wird nach dem Beschichtungsvorgang durchgeführt. Insofern ist die Beschichtung bei Beginn des Reinigungsvorgangs zumindest teilweise auf dem Wabenkörper ausgebildet. Um eine besonders zuverlässige Beschichtung zu erreichen, oder falls die Beschichtung nach dem Beschichtungsvorgang noch nicht vollständig ausgebildet ist, ist der weitere Beschichtungsvorgang vorgesehen. Dieser wird vorzugsweise analog zu dem Beschichtungsvorgang durchgeführt. Beispielsweise durchläuft der Wabenkörper zumindest zwei Beschichtungsvorgänge, nämlich den Beschichtungsvorgang und den weiteren Beschichtungsvorgang, wobei dazwischen der Reinigungsvorgang durchgeführt wird.
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Hierbei ist es zum Beispiel vorgesehen, dass eine Zufuhr des Trägerfluids zu dem Wabenkörper während des Reinigungsvorgangs zu unterbinden, sodass lediglich das Reinigungsfluid in die Fluidleitung eingebracht wird. Bevorzugt ist es also vorgesehen, das Trägerfluid während des Beschichtungsvorgangs und des weiteren Beschichtungsvorgangs dem Wabenkörper zuzuführen beziehungsweise es in der Beschichtungsvorrichtung umzuwälzen, dies jedoch während des Reinigungvorgangs zu unterbrechen. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, auch während des Reinigungsvorgangs das Trägerfluid dem Wabenkörper zuzuführen beziehungsweise in der Beschichtungsvorrichtung umzuwälzen.
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Nach dem weiteren Beschichtungsvorgang wird vorzugweise ein weiterer Reinigungsvorgang durchgeführt. Selbstverständlich können nach dem weiteren Beschichtungsvorgang eine beliebige Anzahl an weiteren Beschichtungsvorgängen und daran anschließenden Reinigungsvorgängen vorgesehen sein. Hierdurch wird die Beschichtung auf dem Wabenkörper besonders zuverlässig hergestellt. Der Wabenkörper verbleibt während des gesamten Verfahrens in der Beschichtungsvorrichtung beziehungsweise der Wabenkörperaufnahme. Während des Beschichtungsvorgangs und des sich daran anschließenden Reinigungsvorgangs wird also stets derselbe Wabenkörper mit Fluid beaufschlagt. Dies gilt insbesondere auch für den weiteren Reinigungsvorgang und einen sich eventuell an diesen anschließenden weiteren Beschichtungsvorgang. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiges Herstellen der Beschichtung auf dem Wabenkörper 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, nach dem Beschichtungsvorgang einen Reinigungsvorgang durchzuführen, während welchem ein in der Beschichtungsvorrichtung auf einer Oberfläche vorliegender Rückstand des Beschichtungsmaterials mittels einer in Richtung einer Längsmittelachse der Fluidleitung in dieser verlagerbar angeordneten Reinigungslanze zumindest teilweise von der Oberfläche abgelöst wird.
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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 - nicht gezeigte - Einbringvorrichtung 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 7 angeschlossen, nämlich die Fluideintrittsöffnung 5 an eine Druckseite der Fluidpumpe 7 und die Fluidaustrittsöffnung 6 an einer Saugseite der Fluidpumpe 7.
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Während eines Beschichtungsvorgangs wird ein pulverförmiges Beschichtungsmaterial in die Beschichtungseinrichtung 1 eingebracht und mit dem Trägerfluid vermischt. Bei dem Durchströmen des Wabenkörpers 2 wird das Beschichtungsmaterial aus dem Trägerfluid ausgeschieden, wobei es auf dem Wabenkörper die Beschichtung ausbildet.
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Die Beschichtungsvorrichtung 1 weist eine Reinigungslanze 8 auf, die in einer stromaufwärts des Wabenkörpers 2 angeordneten Fluidleitung 9 bezüglich einer Längsmittelachse 10 axial verlagerbar ist. An einem in der Fluidleitung 9 vorliegenden Ende der Reinigungslanze 8 weist diese einen Düsenkopf 11 auf.
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Nach dem Beschichtungsvorgang wird ein Reinigungsvorgang durchgeführt. Hierbei wird die Reinigungslanze 8 von einer ersten axialen Position in Richtung des Wabenkörpers 2 verlagert. Nach einem Erreichen einer zweiten axialen Position wird die Reinigungslanze 8 in die erste Position zurück verlagert.
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Das Verlagern der Reinigungslanze 8 ist in der 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Die Reinigungslanze 8 und der Düsenkopf 11 befinden sich in der gezeigten Darstellung in der ersten axialen Position. Weiterhin ist die zweite axiale Position der Reinigungslanze 8 und des Düsenkopfs 11 durch eine gestrichelte Darstellung angedeutet. Während des Verlagerns der Reinigungslanze 8 tritt aus dem Düsenkopf 11 ein Reinigungsfluid radial nach außen aus. Bei dem Reinigungsfluid handelt es sich insbesondere um Druckluft, die dem Düsenkopf 11 über die Reinigungslanze 8 zugeführt wird.
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Mittels des aus dem Düsenkopf 11 austretenden Reinigungsfluid wird ein auf einer Oberfläche der Beschichtungsvorrichtung 1 vorliegender Rückstand zumindest teilweise von der Oberfläche abgelöst. Bei der Oberfläche handelt es sich insbesondere um eine Innenwand 12 der Fluidleitung 9 und/oder eine der Fluidleitung 9 zugwandte Stirnseite des Wabenkörpers 2, die in der Darstellung der 1 in Überdeckung mit der Fluideintrittsöffnung 5 vorliegt.
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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 Au-ßenumgebung 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. Mittels des Fluidfilters 17 wird eine Verschmutzung der Außenumgebung 15 durch aus dem Überdruckventil 14 austretendes Trägerfluid vermieden.
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Weiterhin wird mittels des Fluidfilters 17 ein Eintrag von Verschmutzungen in den Wabenkörper 2 vermieden, die beispielsweise aus der Außenumgebung 15 über das Unterdruckventil 16 in die Beschichtungsvorrichtung 1 gelangen können.
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Die beschriebene Ausgestaltung der Beschichtungsvorrichtung 1 ermöglicht ein zuverlässiges Entfernen von Pulverrückständen, die sich während des Beschichtungsvorgangs in der Beschichtungsvorrichtung 1 ansammeln. Hierdurch lässt sich ein zuverlässiges Herstellen einer Beschichtung auf einer Vielzahl von Wabenkörpern 2 realisieren. Weiterhin lässt sich der Reinigungsvorgang automatisieren, was den Herstellungsprozess beschleunigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschichtungsvorrichtung
- 2
- Wabenkörper
- 3
- Abgasreinigungseinrichtung
- 4
- Wabenkörperaufnahme
- 5
- Fluideintrittsöffnung
- 6
- Fluidaustrittsöffnung
- 7
- Fluidpumpe
- 8
- Reinigungslanze
- 9
- Fluidleitung
- 10
- Längsmittelache
- 11
- Düsenkopf
- 12
- Innenwand
- 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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