在机动车中用于含水尿素溶液的储存容器的制作方法

本发明涉及一种在机动车(Kfz)中用于容纳含水尿素溶液的储存容器，所述含水尿素溶液用于使废气催化脱氮。

背景技术：

借助尿素溶液使废气催化脱氮在柴油车辆中是现有技术，其中尿素溶液在催化器上游被喷射到柴油车辆的排气系统中。这种方法也称为所谓的SCR法(选择性催化还原)。用于催化还原的尿素溶液例如以商标名称“AdBlue”而公知。尿素溶液的成分以及对尿素溶液的处理、运输和储存的要求已经例如在标准ISO 22241-1和ISO 22241-3中被最大程度地标准化。

此外，力求同样对所谓的用于尿素容器的加料接口进行标准化。

尤其是在轿车的情况下，借助含水尿素溶液使废气催化脱氮已经得以实现，其中，根据机动车的大小而必需布置差不多大的用于含水尿素溶液的储存容器。所述容器根据机动车的大小可以包括最大为40升的容纳容积。规定在大约15000至30000km的行驶里程之后再填充所述容器。所述再填充可以在车间中在检查机动车时由车间工人进行，备选地也可以由机动车的使用者进行加料。

为此已知的是，要么用配送喷嘴来给容器加料(喷枪加料)，要么从预包装件(Gebinde)给容器加料。所谓的“Kruse瓶”作为预包装件已经得以实现。所述预包装件能够以所谓的气体置换法实现对储存容器的加料，也就是说，将所述预包装件旋到储存容器的填充管接头上，并且然后通过操作相应的在预包装件上的进料阀释放存在于预包装件中的液体，其中，被液体排挤的气体体积流量流入到预包装件中。一种用于将加料容器(输出容器)连接到储存容器(目标容器)中的连接组件例如由EP 1 979 265 B1已知。

利用填充容器进行加料具有这样的优点，即，在尿素分解时产生的氨蒸汽在加料时不被释放。含氨蒸汽的释放伴随着按比例浓厚的气味负荷，此外，氨的吸入在超过特定浓度时也是有害健康的。

在商业上可用的加料瓶具有相对小的容积，在较大的轿车中可能有意义的是，借助传统的配送喷枪来给储存容器加料。因为在货车的情况下已经在很久之前就建立了对废气的催化脱氮，在货车的情况下储存容器在尺寸上明显更大并且经常在加料站已经存在有相应的借助配送喷枪的加料系统，所以绝对值得期待的是，这样设计储存容器，使得它们不仅能借助预包装件而且能借助配送喷嘴/配送喷枪来加料。

为了在借助配送喷嘴加料时将对使用者的气味负荷降到最低，已知这样布置储存容器的加料排气管路，使得该加料排气管路尽可能不在储存容器的填充口的区域中通到大气中。例如已知的是，在储存容器上设置在其上连接有排气软管的加料排气口并且将该排气软管引导到轿车的轮罩或者轮罩衬里中。

此外，为了在加料过程中避免尿素溶液在切断配送喷嘴之后立即直接回流，已知并且有意义的是，在储存容器中的填充管孔口的区域中在填充管上设置瓣式止回阀。

最后，在这样的结构方案中也有意义地且通常地规定，填充管在液位下方、即在液面下连接到储存容器上。这种构造变型方案可惜仅能够在存在严重缺点的情况下与排气软管在轿车中的其它位置上通到大气中的结构方案相结合。在这种情况下不再能够用加料瓶来填充储存容器，该加料瓶根据气体置换法的原理起作用，因为该方法的前提是，空气从储存容器以液体交换的方式进入到预包装件中。这样的预包装件需要空气从储存容器逸出，以便能够将液体释放到储存容器中。

技术实现要素：

因此，本发明基于这样的任务，即，提供一种在Kfz中用于容纳含水尿素溶液的储存容器，所述含水尿素溶液用于使废气催化脱氮，所述储存容器不仅适用于借助配送喷枪进行加料而且适用于借助公开的预包装件进行加料以及也适用于借助根据气体置换法工作的加料瓶(Kruse瓶)进行加料。

本发明利用权利要求1的特征来解决，本发明的有利的构造方案由从属权利要求得出。

本发明的一个着眼点涉及一种在机动车中用于容纳含水尿素溶液的储存容器，所述含水尿素溶液用于使废气催化脱氮，所述储存容器包括包围用于尿素溶液的储存容积的容器体、用于填充储存容积的填充管以及用于在加料时使储存容积排气的装置，其中，所述填充管在远端上具有填充头，该填充头形成入口管接头，该入口管接头具有用于容纳配送喷嘴的入口以及具有用于容纳加料瓶的互补的锁紧螺纹的并且用于容纳封闭盖的外螺纹，所述加料瓶用于以气体置换法来加料，并且储存容器的排气经由设置在储存容器的顶部中的排气口来实现。

本发明的另一个着眼点涉及一种在Kfz中用于容纳含水尿素溶液的储存容器，所述含水尿素溶液用于使废气催化脱氮，所述储存容器包括包围用于尿素溶液的储存容积的容器体、包括用于填充储存容积的填充管以及用于在加料时使储存容积排气的装置，其中，所述填充管在远端上包括填充头，该填充头形成入口管接头，该入口管接头具有用于容纳配送喷嘴的入口以及具有用于容纳加料瓶的互补的锁紧螺纹的并且用于容纳封闭盖的外螺纹，所述加料瓶用于以气体置换法来加料，并且所述入口管接头具有封闭盖密封件或封闭盖密封面，所述封闭盖密封件或封闭盖密封面与封闭盖的互补的密封面配合作用，其中，所述入口管接头形成或具有至少一个补加空气口，所述至少一个补加空气口在已连接加料瓶时跨接带有所述加料瓶的密封座。

在本发明的意义上，所述储存容器被位置固定地安装在机动车中、例如在轿车中。容器体以及储存容器的所有其他部分都可以由热塑性塑料制成。由热塑性塑料制成的容器体例如可以通过挤出吹塑成型或者通过注塑获得。但是，所述填充管不必一体式地成型到容器体上。本领域技术人员明白填充管的长度和构造基本上取决于储存容器的安装情况。

在本发明的意义上，填充头基本上可理解为填充管的在填充侧的端部，该端部包括入口管接头以及外螺纹和与该外螺纹配属的封闭盖。

例如可以将在封闭盖的底部设有的密封盘设置为封闭盖密封件，该密封盘与入口管接头的环绕的端面配合作用。备选地，可以设置O型环作为封闭盖密封件，该O型环在入口管接头外部上环绕的槽中延伸，并且该O型环与构成为封闭帽的封闭盖的作为密封座的裙座配合作用。

最后，所述封闭盖密封件也可以由外螺纹自身构成，该外螺纹密封地嵌接到构成为封闭帽的封闭盖的相应的配合螺纹中。

按照本发明的储存容器的填充管可以这样构成，使得该填充管跨接在机动车的车身中的相应的开口与储存容器之间的较大的距离。当然，在本发明的范畴内，所述填充头也可以构成为填充管，也就是说，填充头直接连接到储存容器的顶部上。

本发明的基本构思可以总结如下，即，储存容器的入口管接头或填充管这样构成，使得在将作为输出容器的加料瓶连接到作为目标容器的储存容器上时产生有针对性的不密封性，以致从加料瓶流入到储存容器中的液体允许从环境到加料瓶中的补加空气流通或补加空气流动，其中，补加空气流在加料瓶的锁紧螺旋连接下方被吸入到加料瓶中，从而即使当在填充管的填充头上不设有容器排气部时、即在一方面的储存容器与另一方面的加料瓶之间不会出现气体交换时，原则上也能够实现瓶子加料。

以这种方式原则上能够实现与对瓶子加料的要求无关地构造容器排气部。

按照本发明的储存容器的填充头优选不包括加料排气管路、然而至少不包括加料排气口。

在按照本发明的储存容器的一种有利的并且符合目的的变型方案中规定，所述补加空气口构成为在入口管接头的环绕的端面中的裂口或缺口。尤其是当例如借助环绕的O型环密封件或经由外螺纹自身产生封闭盖在入口管接头的外周上的密封时，这样的结构是有意义的。当然原则上也可想到的是，这样选择在入口管接头的环绕的端面中的缺口的深度，使得该缺口在瓶子加料时产生系统的不密封性，但该缺口仍然能由在封闭盖底部的具有相应紧密性和相应柔性的密封盘来封闭。

总之，在按照本发明的储存容器中规定，在瓶子加料时产生系统的不密封性，其中，借助封闭盖的密封的完整性同时保持不受影响。

备选地，所述补加空气口可以构成为在入口管接头的壁中的孔或裂口。优选地，所述孔或裂口沿径向关于入口的对称轴线、即沿径向关于入口的纵向中轴线延伸。

在按照本发明的储存容器的一种有利的变型方案中，在容器体的顶部中设有加料排气口。通到大气中的接口例如可以直接设置在该加料排气口的区域中，备选于连接到该加料排气口上，可以连接到如下的加料排气管路上，该加料排气管路在机动车的远离填充头的区域中通到大气中。加料排气管路例如可以构成为软管或筒管，其通到机动车的轮罩或轮罩饰板中。

当储存容器例如布置在机动车的发动机室中时，可以在加料排气口上直接连接有气泡容器或液滴收集器，所述液滴收集器例如借助膜片朝向大气封闭。所述膜片例如可以是疏水的并且是透气性的。

在按照本发明的储存容器的一种有利的变型方案中规定，所述加料排气管路经由设置到填充头上的切换阀来引导，该切换阀在未操作的第一开关位置中封闭排气管路并且在已操作的第二开关位置中开放排气管路。排气管路的孔口在储存容器的该变型方案中符合目的地远离填充头布置，该排气管路例如同样可以被引导到机动车的发动机室中或者被引导到机动车的轮罩或轮罩饰板中。

符合目的地借助配送喷嘴来操作切换阀。

所述切换阀例如可以包括开关机构，该开关机构伸入到填充头的填充通道中并且能通过插入配送喷嘴而机械地移动，从而当配送喷嘴插入到加料通道中时，所述切换阀占据打开的第二开关位置。

在按照本发明的储存容器的一种同样有利的变型方案中，所述切换阀的操作可以经由封闭盖或者说经由封闭帽来实现，其中，当封闭盖封闭入口管接头的孔口时，该封闭盖作用于弹簧加载的开关机构，使得在打开封闭盖时被释放，从而所述切换阀自动占据打开的第二开关位置。

此外，在储存容器的一种有利的变型方案中可以设有封闭所述排气口的填充高度限制阀。该填充高度限制阀在最简单的情况下可以构成为伸缩管，当然，该填充高度限制阀也可以设置为具有一个或多个浮子体的浮子阀。无论如何有利的是，所述浮子阀也构造成所谓的“翻转”阀，也就是说，所述浮子阀包括布置在储存容器中的用于在液位上升时进行切断的一个浮子体以及包括布置在该浮子体上方的用于在倾翻情况下进行重力操作地切断的另一浮子体。设置用于在车辆倾翻时关闭排气路径的第二浮子体优选是密封封闭的，以便至少避免液体流出。

这样的用于切断加料的浮子体优选构成为与相应的阀座不紧密地配合，以便能够确保在切断过程之后清空填充管。

此外，在储存容器的排气口的区域中可以附加地设有排气阀的限定气泡体积的上部，其方式为在储存容器中布置用于超压调节和欠压调节的菌型阀。

在按照本发明的储存容器的一种有利的并且符合目的的变型方案中规定，所述填充管在储存容积内部的最大允许的液位下方连接到容器体上。填充管到容器体上的这样的连接也可以称为在液面下的或者称为在液面下的加料系统。

填充管到容器体中的孔口例如可以利用瓣式止回阀或其它类型的止回阀来封闭。

附图说明

以下在参考附图的情况下借助实施例阐述本发明。

其中：

图1示出一种按照本发明的储存容器的示意图；

图2a示出在一种按照本发明的储存容器上的填充头的视图；

图2b示出在图2a中所示的旋上了封闭盖的填充头的剖视图；

图2c示出填充头的入口管接头的一部分的放大图；

图2d示出按照本发明的填充头连同在该填充头中插入的加料瓶的剖视图；

图2e示出在图2d中的细节的放大图；

图3示出按照本发明的储存容器的第二变型方案；

图4示出按照本发明的储存容器的第三变型方案；以及

图5示出按照本发明的储存容器的第四变型方案。

具体实施方式

图1示出一种按照本发明的用于容纳含水尿素溶液的储存容器1，所述含水尿素溶液用于使废气催化脱氮。该储存容器1被固定地安装在具有柴油内燃机的机动车中。

所述储存容器1限定用于容纳含水尿素溶液的储存容积2。储存容器1还包括在液面下连接到该储存容器上的填充管3，该填充管的填充孔口4在最大上液位5下方通到储存容积2中。

所述填充孔口4能利用瓣式止回阀6来封闭。该瓣式止回阀6能够被流入的液体打开，并且当在储存容积内部的液体突然回流时，该瓣式止回阀关闭填充孔口4。

所述储存容器1包括在顶部8中的排气口7。

所述顶部8在储存容器1的常规的安装位置中布置在上方。

一般来说，在本申请中使用的术语上/下表示所涉及的部分在安装位置中的方位。

按照本发明的储存容器1的填充管3包括例如在图2a中示出的填充头9。

如开头已经提及的那样，所述储存容器1优选由热塑性塑料制成。

所述填充头9包括入口管接头10，该入口管接头限定用于容纳未示出的配送喷嘴、漏斗形套管或加料瓶13的控制缸26的入口11。

此外，所述入口管接头10包括构成为用于容纳设有内螺纹15的封闭盖16的外螺纹14。

构成为封闭帽并且包围外螺纹14的封闭盖16的部分在图2b中示出。封闭盖16的内螺纹15构成为锁紧螺旋连接并且优选与入口管接头10的外螺纹14一起形成锁紧螺旋连接。

此外，所述外螺纹14如下面还要说明的那样用于容纳加料瓶13的互补的锁紧螺纹23。

在所述图中示出按照本发明的储存容器1的不同的变型方案。在所有变型方案中有一个共同的特征，即，填充头9在入口11的区域中不具有排气口。在按照本发明的储存容器1的每种所述变型方案中，储存容器1的排气经由设置在储存容器1的顶部8中的排气口7来实现。在给储存容器加料时由于在该储存容器内部的气体体积被排挤而产生的排气体积流可以直接在所述排气口的区域中进入到大气中，备选地，该气体体积流可以经由加料排气管路37导出，该加料排气管路在机动车中的其它位置上通到大气中。在下面还要对此详细说明。

总之，在按照本发明的储存容器1的所有变型方案中规定，所述入口管接头10这样构成，使得该入口管接头形成或具有补加空气口，从而在借助加料瓶13加料时形成从大气到该加料瓶13中的补加空气路径，于是，尤其是当在储存容器1内部的液位5处于填充孔口4上方，从而气体在加料期间不再能够通过填充管3逸出时，该补加空气路径尤其是被施加以补加空气流。在这种情况下，在加料瓶13中的液体仍然能够通过填充管3或者说通过由填充管3形成的加料通道进入到储存容积2中，更确切地说，直到液位5抬起封闭排气口7的加料排气阀18为止。

这样的补加空气口的一种可能的构造例如在图2c中示出，在该构造中，所述补加空气口构成为在入口管接头10的环绕的端面19中的裂口18。

图2c示出入口管接头10的部分剖开的内部视图。该入口管接头10包括内侧的排气通道17，该排气通道形成用于在借助配送喷嘴加料的情况下使储存容积2排气。所述配送喷嘴或者说配送喷枪在入口管接头10的内部被该入口管接头的内周壁围住并且引导，其中，在加料时被排挤的气体体积能够经由排气通道17和经由入口管接头10的围壁的壁厚减小区域18逸出。如这也从图2c可见的那样，入口管接头10的减小的剩余端面20保留在壁厚减小区域18中。

用29来标记在入口管接头10的剩余端面20中的缺口或者说凹部，所述缺口或者说凹部形成之前提及的补加空气口。在此处已经注意到，入口管接头10在图2e中的视图相对于在图2c中的视图转动了90゜，从而缺口29在图2e中布置在图示的左边。

当封闭盖被旋上时，入口管接头10的端面19密封地贴靠到在封闭盖16中的弹性密封件21上。就此而言参考图2b。

所述弹性密封件21例如可以构成为具有扁平的大致矩形的轮廓的弹性体环。在封闭盖16固定封闭时，弹性密封件21填塞缺口29，从而储存容积2经由封闭盖16气密地相对于大气密封。但是出于简化图示的原因，缺口29在图2b中是可见的，也就是说，弹性密封件21在那里在未变形的状态下示出。如在图2b中所示出的那样，弹性密封件21在其面向入口管接头10的一侧上可以具有阶梯形的轮廓，当然对于本领域技术人员来说显而易见的是，弹性密封件21也可以具有简单的矩形的轮廓。

从现在起参考图2d和2e，在所述图2d和2e中示出储存容器1的加料状态，其中，加料瓶13被插入到入口管接头10中。

关于所述加料瓶13的工作原理明确参考EP 1 979 265B1(也为了公开的目的)。

所述加料瓶13包括以锁紧螺纹23旋到入口管接头10的外螺纹14上的套管接头22。在未操作的状态下，套管接头22遮盖包围填充通道24和排气通道25的排出缸12。该排出缸12在周缘上相对于控制缸26密封，其中，该控制缸26以可移动到排出缸12中的方式被引导并且在未示出的关闭位置中借助两个密封环27相对于控制缸26密封。通过沿轴向方向对加料瓶13加压，排出缸12相对于控制缸26的移动开放填充通道24的排出口，从而此时含水尿素溶液能够通过填充通道24从加料瓶13流出并进入到储存容器1的储存容积2中。相对地，气体能够从储存容积2通过排气通道上升到加料瓶13中。

所述锁紧螺纹23原则上被不密封地连接到入口管接头10上，经由入口管接头10的端面19实现密封，该端面贴靠到控制缸26的凸缘状的密封座28上。

通过在剩余端面20中的缺口29(如这可由图2e中的放大图得出的那样)，与控制缸26的凸缘状的密封座28配合作用地产生一个开口，该开口作为补加空气口引起系统的不密封，从而当在储存容器1内部的液位5上升时，在套管接头22与入口管接头10的外螺纹之间产生来自大气的充气路径。

如这尤其是可由在图2b中的放大图得出的那样(该图示出已放上封闭盖16的入口管接头10)，在储存容器1封闭时，剩余端面20贴靠到在封闭盖16中的弹性密封件21上，从而缺口29在已放上封闭盖16时不影响在封闭盖16中的弹性密封件21的完整性。

如这在开头已经提及的那样，备选于在入口管接头的剩余端面20中的缺口29，也可以在入口管接头10的围壁上设置径向的孔或设置窗口。

从现在起参考储存容器1的按照图1、3、4和5的变型方案。

在按照本发明的储存容器1的在图1中示出的变型方案中，所述排气口7在储存容器1的顶部中布置在加料排气阀31的上部30中。该加料排气阀31包括下方的第一浮子体32和上方的第二浮子体33，其中，下方的第一浮子体32不气密地封闭排气口7并且用于切断加料，而上方的第二浮子体33作为“翻转”阀在车辆倾翻时完全封闭排气口7。

此外，在加料排气阀的上部30(该上部布置在储存容器1外侧上)中布置有菌型阀34，该菌型阀能够在储存容器1内部超压时以及也在欠压时实现储存容积2与大气之间的压力平衡。

在按照图3的储存容器1中(在该图中，相同的构件配设有相同的附图标记)，加料排气阀31的上部30构成为集液器或者构成为气泡容器。

所述加料排气阀包括仅一个浮子体35。

所述加料排气阀31的构成为集液器的上部30同样可以包括菌型阀亦或半渗透膜片或包括过滤器(过滤网或过滤栅格或过滤纤维网)，其建立与大气的压力平衡。当然，加料排气阀31的构成为集液器的上部30也可以包括之前提及的元件(菌型阀、半渗透膜片、过滤器等)的组合。也可能的是，为了相对于大气隔离，在所述上部30中设置迷宫结构，该迷宫结构同样可以包括菌型阀、半渗透膜片、过滤器、飞毛滤板等。

在按照本发明的储存容器1的在图4中示出的变型方案中(在该图中，相同的构件同样配设有相同的附图标记)，同样具有仅一个浮子体35的加料排气阀31的上部30设有半渗透膜片36，该膜片在排气口7与加料排气管路37的接口之间延伸。该膜片是液体密封的，然而是透气性的。

仅简略地示出的加料排气管路37被引导到机动车的偏远位置上、例如被引导到轮罩中。

在储存容器1的按照图3和4的变型方案中，所述浮子体35构造成具有强制泄漏部，也就是说，该浮子体被不气密紧密配合地压到所属的密封座中，从而在切断过程之后仍停留在填充管3中的液体能够缓慢地流到储存容积2中。

这在储存容器1的按照图1的变型方案中对于下方的第一浮子32也是这样的情况。

按照本发明的储存容器1的另一种变型方案例如在图5中示出。在此，相同的构件同样配设有相同的附图标记。在那里，加料排气管路37从外面连接到加料排气阀31上，该加料排气管路经由填充头9引导到机动车的偏远位置上。在填充头9上设有例如包括未示出的开关杆的切换阀38，该开关杆伸入到入口管接头10的加料通道中。该开关杆可通过配送喷嘴来操作并且在已操作的状态下开放在排气管路37中的通到大气的排气路径，而排气管路37在从填充头9中移开配送喷嘴之后再次被封闭。

附图标记列表

1 储存容器

2 储存容积

3 填充管

4 填充孔口

5 液位

6 瓣式止回阀

7 排气口

8 顶部

9 填充头

10 入口管接头

11 入口

12 排出缸

13 加料瓶

14 外螺纹

15 封闭盖的内螺纹

16 封闭盖

17 排气通道

18 壁厚减小区域

19 端面

20 剩余端面

21 弹性密封件

22 套管接头

23 锁紧螺纹

24 填充通道

25 排气通道

26 控制缸

27 密封环

28 凸缘状的密封座

29 缺口

30 加料排气阀的上部

31 加料排气阀

32 下方的第一浮子

33 上方的第二浮子

34 菌型阀

35 浮子体

36 膜片

37 加料排气管路

38 切换阀