CN102216580B - 具有贮槽元件的、用于液态还原剂的模块化的箱系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液态还原剂(3)的模块化的箱系统(26)。所述箱系统(26)具有三个模块：第一模块(4)，该第一模块(4)包括箱(2)，该箱(2)具有第一开口(5)和相对而置的第二开口(6)；第二模块(7)，该第二模块(7)包括用于容纳至少一个排放管(9)的盖元件(8)；第三模块(10)，该第三模块(10)包括贮槽元件(1)。所述盖元件(8)布置在所述第一开口(5)中，所述贮槽元件(1)布置在所述第二开口(6)中。

Description

具有贮槽元件的、用于液态还原剂的模块化的箱系统

技术领域

本发明涉及具有贮槽元件的、用于液态还原剂的模块化的箱系统，其中，所述箱具有三个模块。

背景技术

由于在对于由内燃机产生的有害物质排放极限值方面的更高要求，机动车中更大范围地使用SCR系统。这些SCR系统包括了使用还原剂，所述还原剂——尤其是呈液态形式的尿素水溶液——必须保存在单独的箱容积中。在此，还原剂箱的所需容积优选在3升至10升的范围内，在商用车领域中甚至达到150升。因此，尤其当SCR系统作为改装操作的一部分以补充的方式集成入机动车中时，需要必须与具体机动车的差别很大的空间条件相匹配的箱形件。

用于液态还原剂的箱常常具有排放管，液态还原剂可通过排放管从该箱排出，其中所述排放管从所述箱的上方区域延伸入该箱内，因此箱能够最大程度地被排空，并且同时将排放管固定至箱壁中所需的密封件被尽可能布置在还原剂的外面。另外，排放管常常具有加热装置，通过该加热装置可使至少一小部分的凝固的还原剂熔化并通过排放管从箱中输送出来。

排放管尤其还与还原剂的可能的凝固有关地具有充分的强度，从而确保排放管在多年使用时间中保持其完整的功能性。在此，排放管尤其设计为足够硬的，从而确保箱的排放管的位置保持固定。基于SCR系统在机动车中的应用区域，所必需的是，该系统的部件设计成紧凑的并且与其在机动车中的布置有关地尤其设计成灵活的。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，解决与现有技术有关的被描述的问题的一部分。尤其应给出一种模块化的箱系统，通过由不同的模块制造该模块化箱系统，该模块化箱系统可设计成非常灵活地用于不同的应用情况。另外，该模块化箱系统具有能以简单和费用低廉的方式被制造的贮槽元件，该贮槽元件重量轻，且设计成适用于稳定排放管的位置并且有利地影响排放本身。尤其应实现的是，通过在空间中灵活地容纳排放管，确保将贮槽元件使用在尽可能多的不同的箱形件中，由此省去用于不同箱形件的一个个部件的费用昂贵的单独结构。

所述目的通过根据权利要求1所述的特征的模块化箱系统而实现。本发明的有利实施方式在从属权利要求中给出。应指出的是，在权利要求中一个个列出的特征可以以任意的技术上有意义的方式相互组合在一起并示出本发明的另外的实施方式。特别是与附图相结合的描述阐明了本发明并给出了附加的实施例。

因此，在此提出一种用于液态还原剂的模块化的箱系统，其中所述箱系统具有至少三个模块：

i.第一模块，该第一模块包括具有第一开口和第二开口的箱，

ii.第二模块，该第二模块包括用于容纳至少一个排放管的盖元件，

以及

iii.第三模块，该第三模块包括贮槽元件，

其中，所述盖元件布置在所述第一开口中，所述贮槽元件布置在所述第二开口中，所述盖元件和贮槽元件将所述排放管在空间中固定。

在此，箱的第一开口和第二开口尤其是圆形的，从而盖元件和/或贮槽元件能够相对于箱转动。另外，在盖元件中布置至少一个排放管，所述排放管从盖元件延伸入箱中并通过尤其相对而置的贮槽元件而被包纳。

在此，贮槽元件与盖元件的相对而置的布置方式尤其意味着，贮槽元件和盖元件也被布置为尤其也在箱的相邻的壁部段中相互成一角度。

第二模块以及尤其盖元件优选是多件式/分体式(mehrteilig)的并且除了排放管之外可容纳其它的部件，尤其是将过量的或不需要的还原剂从SCR管线系统引回至箱中的返回管、传感器以及如需要的控制和/或测量电子设备。优选地，将排放管在盖元件中固定成，使得仅需要横向运动来将排放管引导入贮槽元件中。盖元件尤其具有可相对于排放管转动的固定元件，所述盖元件可借助于该固定元件例如通过螺纹与箱连接。因此，一方面也可采用不是圆形的排放管，另一方面也可在贮槽元件中使更多的部件一起被采用。盖元件还具有至少一个密封面以用于将箱与箱的周围环境密封隔开。尤其是设有两个密封面，这两个密封面以不同的直径在全周上形成。盖元件还具有至少一个金属环，该金属环优选模制在盖元件中。此金属环尤其适用于在圆度和平面度方面稳定盖元件的密封表面并且使密封表面耐用。在箱的第一开口中和/或盖元件的固定元件中也优选设有这种金属环。

贮槽元件设计成用于容纳和固定排放管，其它的延伸经过箱的、尤其布置在盖元件中的另外的元件也可以与排放管相类似的方式被容纳。

尤其将排放管在空间中的固定实现成：在将盖元件和贮槽元件固定到箱上之后，包含在箱中的液态还原剂(由于在操作中出现的振动或类似情况)不能再使排放管运动。尤其是排放管在还原剂凝固期间也应不变地保持在其位置中。因此，避免了尤其由于排放管的偏斜而作用在盖元件和箱上的应力，该应力可导致箱泄漏和/或使部件(箱、盖元件、传感器、管线和电子设备)损伤。

所述箱系统的模块化构造允许将不同构造的模块组合在一起，其中尤其实现为：当箱的第一模块具有不同构造时，总是使用相同的第二和第三模块，并且借助这些模块本身针对第二和第三模块在箱中所出现的位置的不同进行补偿。因此，不但在同时对机动车中的空间条件保持较高的适应性的情况下明显减少了部件数量，而且在所有操作情形中同样确保了可靠地固定和因此持续地排放还原剂。

根据一有利的实施方式，贮槽元件形成箱的最深点。因此，这尤其意味着在箱的大部分被排空的情况下贮槽元件常规地容纳有一定容量的还原剂，因此排放管能够至少几乎完全地排空箱。

根据另一有利的实施方式，贮槽元件形成为单独的塑料件。对于这种(优选的)箱由塑料制成的情况，贮槽元件应优选由相似的或同样的材料制成。另外，铝或不锈钢尤其优选作为用于贮槽元件和/或箱的可行材料。塑料适用于作为即使长时间容纳尿素水溶液也不表现出劣化迹象的合适材料。与金属的箱相比，塑料的贮槽元件和/或箱成本更低且能被制成重量更轻。

根据一特殊的改进方案，贮槽元件以材料接合的方式焊接到箱上。这类的接合制造成本低并可常规地实现为具有最大可能的密封性的接合。这种接合方法尤其适用于使用在箱的制造期间。然而，在这种情况下，贮槽元件相对于盖元件的位置是固定的并且仅能通过大量的努力来实现贮槽元件的位置的进一步改变。

根据另一有利的实施方式，贮槽元件具有结构件以减少贮槽元件区域中液态还原剂的运动。因此，这尤其意味着，很大程度上避免或减少在箱系统运行时出现的运动。在此，尤其将贮槽元件设计成，使得与箱相比该贮槽元件仅可容纳非常少量的还原剂，该贮槽元件尤其是具有比箱容积的5％更小、特别优选比箱容积的1％更小的容积。这个仅可以是小的容积建立在箱中的还原剂的外部流动运动所覆盖的区域中，从而排放管能够在没有混入空气或其它干扰的情况下输送还原剂。同时，意在由此实现，现有的测量传感器可常规地测定尤其与温度、密度、反射率或折射率、导电性和传声性有关的可靠数据。还原剂的这些值不应由于还原剂运动而失真。

因此，贮槽元件中的结构件设计成，使得很大程度上避免了贮槽元件的相对小的容积与箱容积之间的容积交换，此外贮槽元件的容积被进一步划分，使得很大程度地降低了在此区域的流动运动。

根据又一有利的实施方式，贮槽元件具有用于排放管的保持器，所述保持器适用于将布置成与箱底部成45°至90°之间一角度的排放管固定。在此，排放管与箱底部之间的所述角度通常是排放管的中心线与其中容纳有贮槽元件的箱底部区域之间的小于或等于90°的角度。通过用于排放管的保持器的这种结构，并且尤其通过箱的第一和第二开口的圆形的实施方式，能使用标准的盖元件和贮槽元件来实现大量的箱形件以及实现盖元件和贮槽元件的定位。由此，根据本发明的贮槽元件适用于使用在几乎所有的、甚至改装的SCR系统中。

通过箱中的用于接纳盖元件和贮槽元件的开口的实施方式、尤其是圆形的实施方式，确保了可常规地在一平面上将贮槽元件和盖元件相互对齐，因此能够可靠地固定排放管。

根据又一有利的实施方式，贮槽元件具有用于排放管的保持器，该保持器形成为与排放管相配合。在此，一方面与所需的保持力有关地并且另一方面与排放管的强度和贮槽元件保持器的强度有关地以及与排放管的装配力有关地设计该配合。尤其是将该配合实施为过盈配合、过渡配合或微小的间隙配合。因此，在所述配合实施为过渡配合或微小的间隙配合时，排放管可延伸，尤其可延伸入贮槽元件中。这种实施方式可使用在箱被设计成非常深的情况下，以补偿排放管或箱自身由于热膨胀而产生的应力。

根据另一有利的改进方案，贮槽元件具有用于排放管的保持器，该保持器本身具有斜面，该斜面能够使排放管插入保持器中。在此，所述斜面尤其适用于将排放管以简单和可靠的方式安装入贮槽元件中，从而在组装期间不存在对排放管或盖元件的损坏。

根据又一有利的实施方式，将贮槽元件的用于排放管的保持器构造成，使得在没有利用贮槽元件的保持器的整个长度的情况下确保排放管的充分固定。尤其是，贮槽元件的用于排放管的保持器具有至少50mm、优选最少150mm的长度。在此，尤其是所提出的斜面没有被包括在这些长度数据中。通过如此构造的保持器，使得尤其能够使用不同长度的排放管和/或在第一开口与第二开口之间具有不同的距离和角度的箱。然而，在此尤其应注意的是，排放管伸入贮槽元件中如此之深，使得平静流动的还原剂能够被输送。

一特别优选的模块化的箱系统的实施方式提出：贮槽元件实施为一体式。在此，“一体式”尤其意味着贮槽元件由至少以材料接合的方式相互连接的部件构成或可在一个步骤中例如通过铸造(塑料压铸)被制造。贮槽元件尤其也能实施为两件式，其中贮槽元件和结构件尤其由不同的材料制造。

另外，提出一尤其用于在根据本发明的用于液态还原剂的模块化的箱系统中使用的贮槽元件。

同样地，提出一种具有根据本发明的模块化的箱系统的机动车。

附图说明

下面借助附图阐明本发明以及技术环境。应指出的是，这些附图特别示出本发明的优选的变型实施方式，但优选变型实施方式并不局限于这些。附图中，相同的对象使用相同的附图标记。在示意性的附图中：

图1在侧视图中示出具有箱的机动车；

图2在第一截面中示出第一贮槽元件；

图3在第二截面中示出第一贮槽元件；

图4示出布置在箱中的贮槽元件。

具体实施方式

图1在侧视图中示意性示出具有模块化的箱系统26的机动车17，箱系统26具有至少三个模块：第一模块4，该第一模块4包括箱2，该箱2具有第一开口5和相对而置的第二开口6；第二模块7，该第二模块7包括盖元件8，如在此所示，该盖元件8具有排放管9、排放管线19、返回管线20以及电气导线21，该电气导线21尤其向现有的任何传感器或所需的任何控制和测量电子设备提供电能。箱2还具有包括贮槽元件1的第三模块10。在此，贮槽元件1在箱底部13区域中布置在第二开口6中，其中，第二开口6在箱2内部与第一开口5相对而置地布置，从而排放管9能从盖元件8延伸至贮槽元件1并容纳在贮槽元件1中。箱底部13与排放管9的中心线25形成一角度15，该角度15的更多细节在其它的附图中给出。箱2具有箱容积23，贮槽元件1具有容积24，容积24小于箱容积23。

图2在第一侧视图中示意性示出贮槽元件1的截面，其中排放管9延伸进入箱2的第三模块10、亦即贮槽元件1中。贮槽元件1表示出箱2的最深点11，因此排放管9能够尽最大可能地排空箱2。进而，贮槽元件1通过结构件14被再划分，该结构件14同时形成用于容纳和固定排放管9的保持器12并且意在很大程度地减少或完全避免还原剂3的流动运动。另外，在贮槽元件1的侧壁中设有孔18，还原剂3可通过孔18从箱2的箱容积23流入贮槽元件1的容积24内，从而贮槽元件1不依赖箱2的倾斜度而尽可能地被充入，并且在恰好完全被排空之前贮槽元件1包纳箱2中的还原剂3的容积24。在此，通过孔18限制了与箱2有关的贮槽元件1的容积24，还原剂3可通过孔18流入贮槽元件1中。通过线III-III给出贮槽元件1的截面，随后在图3中描述该截面。

图3在另一侧视图中示意性示出根据图2的贮槽元件1，在此通过线II-II给出其中示出图2中的贮槽元件1的截面。排放管9延伸进入贮槽元件1中几乎到达箱容积23的最深点11，该最深点11包纳在贮槽元件1中。在此，以局部剖开的方式示出结构件14，其中结构件14在此至少部分地形成保持器12，通过该保持器12使排放管9容纳和固定在贮槽元件1中。另外，在贮槽元件1的侧壁中在箱底部13的高度处示出孔18，孔18意在使还原剂3能从包围贮槽元件1的箱容积23流出。

图4在又一侧视图中示意性示出第三模块10的贮槽元件1，其中，排放管9在此布置成使得排放管9的中心线25与箱底部13之间形成角度15。贮槽元件通过凸缘22连接到箱2亦即箱底部13。在此，示出的排放管9具有适当的形状，从而能够几乎完全地排空容积24，这使得即使在箱2的最深点11处包含在贮槽元件1中的还原剂3也能从箱2被输送出来。这并非总是需要的。相反，也可设置标准的排放管9，该排放管9可使贮槽元件1中的容积24的至少大部分被排空。贮槽元件1在其用于排放管9的保持器12处具有斜面16，该斜面16使得排放管9更易于插入贮槽元件1中。

附图标记列表

1贮槽元件

2箱

3还原剂

4第一模块

5第一开口

6第二开口

7第二模块

8盖元件

9排放管

10第三模块

11最深点

12保持器

13箱底部

14结构件

15角度

16斜面

17机动车

18孔

19排放管线

20返回管线

21电气导线

22凸缘

23箱容积

24容积

25中心线

26模块化的箱系统

Claims (9)

1.一种用于液态还原剂（3）的模块化的箱系统（26），其中，所述箱系统（26）具有至少三个模块：

-第一模块（4），所述第一模块（4）包括具有第一开口（5）和第二开口（6）的箱（2），

-第二模块（7），所述第二模块（7）包括用于容纳至少一个排放管（9）的盖元件（8），以及

-第三模块（10），所述第三模块（10）包括用于液态还原剂的贮槽元件（1），

其中，所述盖元件（8）布置在所述第一开口（5）中，所述贮槽元件（1）布置在所述第二开口（6）中，所述盖元件（8）和所述贮槽元件（1）将所述排放管（9）在空间中固定，

其特征在于，所述贮槽元件（1）具有用于所述排放管（9）的保持器（12），所述保持器（12）适用于将相对于所述箱底部（13）布置成45°至90°的一角度（15）的所述排放管（9）固定。

2.根据权利要求1所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）形成所述箱（2）的最深点（11）。

3.根据权利要求1或2所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）形成为单独的塑料件。

4.根据权利要求1或2所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）以材料接合的方式焊接到所述箱（2）上。

5.根据权利要求1或2所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）具有结构件（14），所述结构件（14）减少贮槽元件（1）区域中的所述液态还原剂（3）的运动。

6.根据权利要求1或2所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）具有用于所述排放管（9）的保持器（12），所述保持器（12）形成为与所述排放管（9）相配合。

7.根据权利要求1或2所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）具有用于所述排放管（9）的保持器（12），所述保持器（12）具有斜面（16），所述斜面（16）使所述排放管（9）能插入所述保持器（12）中。

8.根据权利要求1或2所述的模块化的箱系统（26），其特征在于，所述贮槽元件（1）实现为一体式的。

9.一种机动车（17），所述机动车（17）具有根据上述权利要求中任一项所述的模块化的箱系统（26）。

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