具有设置在罐壁上的功能部件的用于贮存和供应液体的罐的制作方法

文档序号:12587932阅读:133来源:国知局

本发明涉及一种用于收纳工作液,特别是水状的尿素溶液的机动车工作液罐,其包括:

-一个构成罐的最外侧的外壳的罐壁,其具有一个与罐内腔接界的内侧面和一个与罐的外部环境接界的外侧面,

-一个穿过罐壁的,用于将工作液注入罐内的注入口,

-一个穿过罐壁的,用于将工作液从罐中排出的排出口,

-多个功能部件,其中这些功能部件构造成用于工作液的输送或/和净化或/和性质检测或/和性质改变和

-多个与罐壁构造成整体的,用于将多个功能部件配置在罐壁上的安装构造。



背景技术:

由EP 2 029 865 B1公知了一种这样的机动车工作液罐。在这个罐的内侧面上设置有一个将罐的底部上的一个罐开口覆盖的紧固板或底板。底板是罐的最外侧的外壳的组成部分并且由此构成罐壁的一部分。底板具有一个工作液可流过的排出口。另外,在底板上设置有至少一个功能部件。此外,底板可以具有一个空腔,因而底板的壁段将罐内腔分为多个部分容积,其中至少一个功能部件可以设置在这个空腔内。根据EP 2 029 865 B1的理论可以通过如下方式减少用于将功能部件安装在罐壁上的必要的装配步骤的数量,即所有的功能部件设置在底板上。因此功能部件的装配仅限于将底板连同所有设置在该底板上的功能部件作为预装的功能部件组件安装在罐壁上。然而随之着EP 2 029 865 B1公知的罐的简化的装配而来的是结构上的设计灵活性的丧失。

通常为了在现有技术中众所周知的底板或预装的功能部件组件在罐上的一个事先界定的的安装地点上设置有一个安装构造。然而由于机动车内的结构空间规定并不是总能够将预装的功能部件组件设置在罐上的设定在事先界定的的安装地点上的安装构造上。

此外,这样的功能部件-这些功能部件由于它们的物理作用原理和它们的使用目的的原因为了能够执行它们的工作液的输送或/和净化或/和性能检测或/和性能改变的完美无缺的功能(例如一个电容式液位传感器或者一个电容式质量传感器)要求相互不同的方位-必须如下地设置在底板上,即它们以事先界定的,相对预期的在罐内腔内出现的工作液表面的方位设置在装配在罐上的底板中。如果底板构造成平坦的壁构件的话,将各个功能部件设置在相互不同的方位内的可能性受到限制。虽然可以通过如下方式对此进行弥补,即提供具有彼此倾斜地设置的装配部段的底板,各个功能部件能够在彼此不同的方位中设置在这些装配部段上。然而因此增加了复杂性和因此增加了底板的成本。另外,这些装备部段然后常常完全位于罐内部。另外,由于底板的有限的面积可能导致各个功能部件的相互间的影响。

另外,在预装的功能部件组件的一个或多个功能部件失灵的情况中必须考虑高额的维护成本,因为预装的功能部件组件位于罐内腔中和因此必须完全拆卸。

这一点显示出:现有技术的预装的功能部件组件在将功能部件配置在罐上的情况中仅仅允许很小的构造空间。



技术实现要素:

在这个背景下,本发明的目的是提供一种文首述及类型的机动车工作液罐,该机动车工作液罐没有现有技术中众所周知的缺点,和特别是使这样的罐的设计者具有更多设计上的构造空间。

为了实现这个目的本发明提出:罐的多个功能部件设置在相互倾斜地设置的罐壁段上。通过这种方式可以放弃需单独地安装在罐壁上并且然后构成该罐壁的一部分的预装的功能部件组件。因此可以将功能部件通过简单的方式在与它们的物理作用原理和它们的使用目的相符的方位中设置在相应彼此倾斜地设置的罐壁段上和这样保障每个单独的功能部件的完美无缺的功能。因此各个功能部件不局限于设置在一个预装的功能部件组件的有限的区域内。因此功能部件可以彼此保持较大间距地设置,通过这种方式可以减少或者甚至排除各个功能部件的相互间的影响。所以各个功能部件可以设置在彼此倾斜地设置的罐壁段上的任何位置上。其中多个功能部件借助多个安装构造设置在罐壁上。通过充分利用同样这样的彼此倾斜地设置的罐壁段,各个功能部件能够设置在罐壁的与机动车内可供使用的结构空间和罐的形状相匹配的位置上。各个功能部件的单独的设置使每个单独的功能部件的特别有效的作用原理成为可能。

构造成用于工作液的输送或/和净化或/和性质检测或/和性质改变的功能部件可以从一个组中选出,该组包括:一个用于检测罐内的压力的压力传感器;一个用于检测位于罐内的工作液的液位的液位传感器;一个用于检测工作液的温度或/和外部环境的温度的温度传感器;一个用于检测工作液的质量的质量传感器;一个用于给工作液加热的加热装置;一个用于输送工作液的输送装置;一个用于过滤工作液的滤清装置;和一个用于识别位于罐内腔中的冻结的工作液内的空腔的传感器。

如果例如将一个电容式液位传感器和一个电容式质量传感器设置在罐壁上的话,那么应该与罐内的工作液表面垂直地设置液位传感器和平行地设置质量传感器。根据本发明,可以通过如下方式简单地排除电容式液位传感器与电容式质量传感器的相互间的影响,即将两个传感器设置在彼此倾斜地,特别是彼此垂直的罐壁段上。

由于功能部件可以任意地设置在罐壁上,对一定的功能部件的具体类型的选择不受或仅仅受很小的限制。

在液位传感器的情况中,例如可以使用电容式液位测量,利用超声波的液位测量或者其他的用于检测液位的物理测量方法。

工作液的性质例如是指工作液的温度,质量-例如通过它的化学成份或/和通过化学成分中的材料的份额表现-或者压力等诸如此类。

在本发明中应该如下地理解罐壁的概念:罐壁的内侧面与罐内腔接界和罐壁的外侧面与罐的外部环境接界。优选罐壁的内侧面和外侧面构造在一个实心的壁构件上,没有空腔设置在它们之间无中间。

通常罐的罐壁包括一个顶壁,一个与该顶壁相对的底壁和一个将顶壁与底壁连接的侧壁。相互倾斜地设置的罐壁段然后可以由顶壁,底壁和侧壁构成。由此功能部件也可以设置在侧壁上和不仅仅在顶壁或/和底壁上,通过这种方式可以更好地充分利用罐壁的可供使用的面积。

一个用于输送-特别是从罐的排出口中流出的-工作液的输送装置作为一个功能部件有益地设置在罐壁上。为了不减少可供位于罐内的工作液使用的罐容积,优选输送装置设置在罐壁的外侧面上。输送装置具有一个用于吸入工作液的吸入侧和一个用于排出工作液的压力侧。

输送装置例如可以是一个齿轮泵,一个隔膜泵或一个软管泵,其中在选择输送装置的类型方面由于它可以任意设置在罐壁上不或者仅仅存在很小的限制。

此外有益的是:为了从工作液中清除杂质,一个用于过滤工作液的滤清装置作为功能部件设置在罐壁上。优选滤清装置设置在罐壁的内侧面上,使得它从四面受到需过滤的液体的冲刷,这使得特别简单地将工作液输送给滤清装置成为可能。

根据一个优选的实施方式通过如下方式将工作液输送给输送装置,即滤清装置通过在罐内腔中延伸的,用于引导工作液的第一管道与输送装置连接。第一管道具有更加接近滤清装置的注入端和更加接近输送装置的排出端,其中第一管道以它的排出端与输送装置的吸入侧连接。通过这种方式输送装置接收经过净化的工作液,因此输送装置得到保护防止由于工作液的杂质造成的损害。例如如果输送装置或者一个另外的与第一管道共同作用的功能部件设置在罐壁的外侧面上的话,第一管道可以从罐中引出并且可以为此穿过罐壁。

第一管道如下面还需说明的第二管道那样具有一个管道壁,该管道壁在罐内腔中将一个管道容积(Leitungsvolumen)包围并与其余的罐内部容积分离。第一和第二管道可以构造成由多部分组成的或整体的。此外,第一和第二管道可以包括可弯曲的部段,诸如软管,或/和刚性的部段,诸如罐壁上的管接头。为了将装配费用保持得很小,管接头有益地与罐壁构造成整体的。

然后优选通过如下方式将工作液从输送装置输送到罐的排出口,即输送装置通过从罐中引出的,用于引导工作液的第二管道与罐的排出口连接。第二管道具有一个更加接近输送装置的注入端和一个更加接近罐的排出口的排出端,其中第二管道至少在它的排出端处从罐中引出-和为此例如穿过罐壁-并且利用它的注入端与输送装置的压力侧连接。通过这种方式提供了一条用于将经过净化的工作液从罐中输送到排出口的,相对罐内腔封闭的流动路径,该流动路径防止对已经经过过滤的工作液的污染。一个用于检测与输送装置的压力侧连接的第二管道内的工作液的压力的压力传感器可以设置在第二管道上。优选这个压力传感器设置在罐壁上和由此设置在第二管道的一个从罐中引出的部段上。

如果输送装置设置在罐壁的外侧面上的话,第二管道也可以在它的注入端处从罐中引出,也就是说例如穿过罐壁。这一点例如当为了把将工作液从输送装置引离的管道设置在输送装置上而在罐的外部环境的一个与输送装置接界的区域内没有充分的结构空间时可以是有益的。这个措施当输送装置的吸入侧与压力侧彼此靠近,特别是设置在输送装置的同一侧上时同样可以是有益的。因此在设置在罐壁的外侧面上的输送装置的情况中第一管道和第二管道总共从罐中引出奇数次,至少三次。

罐的排出口可以设置在罐壁的一个任意的位置上。因此可以不将排出口设置在罐壁的测量上最深点处。然而优选第一管道的注入端和因此优选滤清装置设置在罐壁的测量上最深点处,使得第一管道的注入端或者滤清装置(在至少已部分填充的罐的情况中)始终得到工作液的供应。

如果滤清装置具有一个迷宫状的结构的话,可以减少工作液的晃动和由此产生的晃动噪声。此外,由于整合的迷宫效果工作液的压力即使在液位低的情况下也能够保持恒定不变。

优选罐壁利用压铸法制成。压铸法是一种可以在特别多方面应用的方法,该方法使得罐的形状与机动车内的不同的结构空间规定相匹配。

在一个利用压铸法制造的罐的情况中能够提供的罐壁的壁厚比在利用吹塑法制造的罐的情况中薄。罐壁的壁厚有益地在3mm与3.5mm之间。通过这种方式可以节省材料和减少重量并且因此降低成本。

罐壁可以由至少两个罐壳,优选由确切的两个罐壳制成,通过这种方式需设置在罐壁上的功能部件的装配与制造成整体的罐相比由于提高的可接近性而得到简化。出于罐的简化的维护保养的原因,优选将多个功能部件设置在一个唯一的罐壳上。多个功能部件有益地设置在(针对罐在水平放置的机动车内的安装位置来说)下部罐壳上。

此外,通过利用压铸法制造罐可以为该罐设置一个或多个向罐内腔中伸出的整体的防晃壁,因而可以省略事后装配防晃壁。防晃壁用于减少工作液在罐内的晃动和由此产生的晃动噪声。

在利用压铸法制造的罐的情况中也可以通过适当的用于罐的材料选择提供一种材料优化的和重量优化的,用于罐的支承件代替现有技术中用于罐的金属制支承件。

多个与罐壁构造成整体的安装构造可以有益地利用压铸法与罐壁共同和同时制成。与罐壁构造成整体的安装构造例如可以是用于各个功能部件的贴合面,设置在罐壁上的凸起或凹槽,密封面诸如此类。与罐壁构造成整体的安装构造也可以包括为了各个功能部件或/和为了用于给这些功能部件提供电能的接头而设置在罐壁内的通孔。此外,与罐壁构造成整体的安装构造可以是管接头,这些管接头构成第一或第二管道的部段,以便例如将第一或第二管道的可弯曲的部段与设置在罐壁的外侧面上的输送装置连接。

利用一个加热装置,即使在外部环境温度低的情况下,特别是在外部环境温度等于或低于工作液的冻结温度的情况下罐也能够可靠地执行它的功能。可以规定:加热设备在罐壁的界定的位置上比在其他的位置上提供更多的热功率供使用。

优选加热装置是一个柔韧的加热件,该加热件将底壁的内侧面至少部分地覆盖。然而如果加热装置将底壁基本上完全地覆盖的话,柔韧的加热件的与工作液接触的面更大。如果它涉及的是具有设置在两个塑料薄膜之间的加热电路的,柔韧的加热件的话,可以在罐壁的界定的位置上通过如下方式产生更多热功率,即加热电路在界定的位置上比在其他的位置上敷设得更加紧密。虽然构造成柔韧的加热件的加热装置是优选的,但不应该排除加热装置也可以构造成刚性的。

如果滤清装置与加热装置在支承它们的罐壁段上重叠的话,滤清装置在环境温度等于或低于工作液的冻结温度的情况中可以通过激活加热装置防止受到损害,这些损害可能由在罐内腔中部分或完全冻结的工作液造成。通过滤清装置的区域内的加热装置的热量导入可以使那里存在的冻结的工作液融化或者甚至尽可能地防止滤清装置的区域内的结冰。通过这种方式滤清装置始终能够给输送装置提供大量的工作液。

与未经绝缘的罐相比,热绝缘配合组件可以减少到外部环境的热损失,特别是在罐内腔中被激活的加热装置的情况中。优选至少一个热绝缘配置组件设置在遭受外部环境最严重的(针对罐的安装位置来说)下侧面上,即在罐的底壁的外侧面上。为了进一步减少罐到外部环境的热损失,可以在绝缘配置组件与罐的底壁的外侧面之间至少局部地设置一个气隙。

附图说明

下文将借助附图进一步详细地阐述本发明。其示出:

图1为带有设置在罐壁上的功能部件的本发明机动车工作液罐的粗略示意的剖视图。

具体实施方式

在图1中一个仅仅粗略示意地示出的本发明机动车工作液罐一般标注为10。在纵剖视图中示出罐10。

罐10包括一个具有内侧面14和外侧面16的罐壁12。该罐壁12将罐内腔18围住并且由一个用于将工作液注入罐10内的注入口20和一个用于将工作液从罐10中排出的排出口22穿过。罐壁12由一个顶壁24,一个与顶壁24相对的底壁26和一个将顶壁24与底壁26连接的侧壁28构成。罐壁12的罐壁段:顶壁24,底壁26和侧壁28构成罐10的最外侧的外壳。罐壁12的内侧面14与罐内腔18接界和罐壁12的外侧面16与罐10的外部环境30接界。

此外,在所示出的实施例中利用压铸法制造的罐壁12具有一个上部罐壳12b和一个下部罐壳12a,这些罐壳在罐10的装配状态中相互固定连接。“上部”和“下部”的概念针对安装完毕的罐10在水平放置的机动车内的安装位置而言。

在底壁26的内侧面14上作为罐10的功能部件设置有一个液位传感器32,一个温度传感器34,一个压力传感器44和一个滤清装置38。底壁26的内侧面14基本山完全由一个柔韧的加热件40覆盖。柔韧的加热件40与滤清装置38在支承它们的罐壁段上重叠。在所示出的实施例中滤清装置38借助螺钉42紧固在底壁26上,其中螺钉42中的每一个都有自攻螺纹并且拧紧在一个构造在底壁26内的和用作安装构造的盲孔内。压力传感器44例如可以设置用于借助流体静力液位测量检测罐内工作液的液位。压力传感器44还可以设置用于通过检测罐10内的压力上升表明现有送风管道可能阻塞和由此表明该送风管道即将发生功能丧失。

在侧壁28上作为罐10的另外的功能部件设置有一个质量传感器36和一个作为输送装置的输送泵46。输送装置46借助一个法兰48和螺钉50紧固在侧壁28的外侧面16上。与滤清装置38的螺钉42相似,螺钉50中的每一个都具有自攻螺纹,该螺纹拧紧在一个构造在侧壁28内的和用作安装构造的盲孔内。质量传感器36设置在侧壁28的内侧面14上。

功能部件中的每一个:液位传感器32,温度传感器34,质量传感器34,加热件40,压力传感器44和输送装置46通过一个接头32′、34′、36′、40′、44′或46′获得供电。另外,在罐壁12上设置有用作安装构造的,用于液位传感器32和滤清配置组件38的贴靠面。加热件40借助与罐壁12共同和同时利用压铸法制造的夹子紧固在罐壁12上。在图1中未示出与罐壁12构造成整体的,用于液位传感器32和滤清配置组件38的贴靠面以及用于加热件40的夹子。从图1中可以看出:所有功能部件设置在下部罐壳12a内。上部罐壳12b具有利用压铸法与该罐壳共同和同时制造的,伸入罐内腔18内的防晃壁52。

为了将罐10与外部环境30绝缘,底壁26的外侧面16设置有一个绝缘配置组件54。在底壁26的外侧面16与绝缘配置组件54之间可以存在一个在图1中未示出的气隙。

输送装置46通过一根从罐10中引出的第一管道56与滤清装置38流动力学地连接。第一管道56具有一个更加接近滤清装置38的注入端56a和一个更加接近输送装置46的排出端56b。第一管道56在它的排出端56b处从罐10中引出。第一管道56的排出端56b与输送装置46的吸入侧连接。

此外,输送装置46通过第二管道58与罐壁12内的排出口22流体力学地连接。与第一管道56相似,第二管道58也从罐10中引出并且具有一个更加接近输送装置38的注入端58a和一个更加接近排出口22的排出端58b。第二管道58既在它的注入端58a处也在它的排出端58b处从罐10中引出。第二管道58的注入端58a与输送装置46的压力侧连接。在第二管道58的排出端58b处,一个用于检测第二管道58内的压力的压力传感器45设置在罐壁12的内侧面14上。

不仅第一管道56而且第二管道58将罐内腔18分为一个管道容积和剩余的罐容积。第一管道56和第二管道58包括管接头57b或59a和59b。

工作液的流动路径如下:在滤清装置38中经过过滤的工作液流入第一管道56的与滤清装置38连接的注入端56a中并且从那里起流向第一管道56的与输送装置46的吸入侧连接的排出端58b。由输送装置46吸入的工作液接着从吸入侧输送到输送装置46的压力侧并且流入第二管道58的注入端58a中。输送装置46将工作液输送到第二管道58的与排出口22连接的排出端58b并且最后穿过罐10的排出口22。

本发明提供一种机动车工作液罐连同设置在其上的功能部件,其中功能部件能够以大的构造空间通过如下方式设置在罐上,即将这些功能部件设置在相互倾斜地设置的罐壁段上。

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