CN104619964A - 用于输送液体添加剂的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于输送液体添加剂的装置(1)，其具有添加剂输送单元(2)并且具有电子单元(3)，其中添加剂输送单元(2)具有用于输送液体添加剂的至少一个液压部件(4)，其中使至少一个液压部件(4)的全部电子连接件(5)一起在添加剂输送单元(2)的插式连接件(6)中，并且其中电子单元(3)具有能与第一插式连接件(6)相连的第二插式连接件(7)，其中当电子单元(3)和添加剂输送单元(2)彼此相连时第一插式连接件(6)和第二插式连接件(7)彼此相连并且形成了插式连接部(8)。

Description

用于输送液体添加剂的装置
技术领域
本发明涉及一种用于输送和配量液体添加剂的装置。这种装置例如可使用在机动车中以将液体添加剂供给机动车的废气处理装置。
背景技术
在具有柴油内燃机的机动车中，使用了其中供入有液体添加剂的废气处理装置。该液体添加剂随后例如用于减少内燃机废气中的氮氧化合物。这借助于选择性催化还原法(SCR方法)来产生。在SCR方法中，典型地将尿素水溶液用作液体添加剂，该尿素水溶液在废气中转化成氨气。随后，在氨气的帮助下，将废气中的氮氧化合物转化成例如水(H2O)、氮气(N2)和/或二氧化碳(CO2)的无害物质。目前，以商品名来获得的32.5％(重量百分数)的尿素水溶液已经被确认为液体添加剂。用于废气净化目的的液体添加剂通常还称为还原剂或还原剂前体。
用于为机动车输送和配量液体添加剂的装置应当尽可能以(自主型)黑盒系统的方式来运行。黑盒系统是指那种能向其传送用于对液体添加剂进行配量的配量需求并且能相应地从储罐中输送与配量需求相对应的液体添加剂的系统。为了满足所述配量需求，在该装置中设置电部件是有利的，其中该电部件对配量需求进行相应的处理，以相应地对配量装置的部件进行控制、操作等。例如，可将关于液体添加剂的需求量的信息转换成用于操作装置中的输送泵的控制变量。
另外，用于输送液体添加剂的装置应当制造成本低廉并且尽可能地容易维护。
发明内容
以此为起点，本发明的目标是特别有利地解决论及的技术问题。尤其是力求提出一种特别廉价的用于输送液体添加剂的装置，该装置具有用于控制液体添加剂的输送的电部件，相对于现有系统而言该装置尤其是在装配和维护方面更加简单。
上述目标可使用根据独立权利要求的特征的装置来达成。从属权利要求中详细说明了该装置的其他优选的实施例。在权利要求中所单独地详细描述的特征能够以任何需要的技术上有意义的方式彼此相结合，并且可以从说明书中的特征和说明的事实以及所详细描述的发明的其他实施例中得到补充。
所述用于输送液体添加剂的装置具有添加剂输送单元并且具有电子单元，其中该添加剂输送单元具有用于输送液体添加剂的至少一个液压部件，其中将至少一个液压部件的全部电连接部一起集中在添加剂输送单元上的第一插式连接件中，并且电子单元具有可与第一插式连接件相连的第二插式连接件，其中当电子单元和添加剂输送单元彼此相连时第一插式连接件和第二插式连接件彼此相连并且形成插式连接部。
该装置优选地(以组的形式)被细分，从而将所有用于输送液体添加剂和/或与液体添加剂相接触的(主动式)部件均设置在添加剂输送单元中/上。此处被称为液压部件的所述部件例如是能进行液体添加剂的输送的泵、能控制液体添加剂穿过装置管道的流动方向的阀，以及可用于监测液体添加剂并且相应地与液体添加剂相接触的传感器。若提供多个这样的液压部件，则可将所述液压部件的全部连接部集中在第一插式连接件中。该第一插式连接件因此构成了集中连接部，通过该集中连接部可接触到装置的全部液压部件。因此添加剂输送单元特别地是预先组装的单独结构单元，其例如可(独立地)安装在机动车的支架或储罐中/上。
所述电子单元特别地是可(独立地)安装在例如机动车的支架或储罐或添加剂输送单元中/上的预先组装的单独结构单元。该电子单元具有第二插式连接件，其可与第一插式连接件相连以影响与装置的液压部件的电接触。在将添加剂输送单元与电子单元相连的组装步骤中，具体说来就是直接将两个单元的接合在一起时，连带地形成了由第一插式连接件和第二插式连接件形成的插式连接部。为此目的，将第一插式连接件和第二插式连接件设置成：在将添加剂输送单元组装到电子单元上的过程中，第一插式连接件和第二插式连接件相应地能够自动进行相互接触，从而形成插式连接部。
所述装置的添加剂输送单元以及电子单元的所述设计能够使得添加剂输送单元和电子单元在初始时能进行彼此独立的组装，并且在后续的单个组装步骤中相互结合以形成装置。由于第一插式连接件以及第二插式连接件的上述有利设计，使得所述最后的组装步骤需要特别少的花费。
优选地，电子单元的第一插式连接件以其不能够相对于电子单元移动的方式安装在该电子单元上。特别地，当第二插式连接件推抵第一插式连接件以形成插式连接部的情况下，第一插式连接件不会移位。与此相反，添加剂输送单元的第二插式连接件优选地可相对于添加剂输送单元移动，并且它在形成插式连接部的情况下移动。第二插式连接件的可移动性能够调节制造公差。
另外，针对不同的需求，可将不同的添加剂输送单元和不同的电子单元相互结合。例如，能够将不同的添加剂输送单元设计用于不同的输送速率。例如，可使不同的添加剂输送单元设有不同的泵容量，其中不同的添加剂输送单元全部均可与普通的电子单元相结合。这降低了为能提供用于输送液体添加剂的不同装置而所需的且必备的不同单元和部件的个数。
还能够为特定的添加剂输送单元设置不同的电子单元，该电子单元例如可分别适于不同机动车类型(例如，不同的机动车制造商)的电子设备。这也降低了为能够提供用于输送液体添加剂的不同装置所需的不同单元和部件的个数。
添加剂输送单元和电子单元可包括引导机构，该引导机构在组装过程中支持两个单元彼此间的正确定位。该引导机构可形成为添加剂输送单元中的开口或孔以及相应的电子单元中的销，反之亦可。在这一点上，销形成为能接合在开口或孔中，从而在组装期间将两个单元彼此引导在一起。
该装置特别有利的是，添加剂输送单元具有锅形壳体，并且电子单元具有用于该锅形壳体的盖部，并且当电子单元和添加剂输送单元彼此相连时锅形壳体可以通过盖部来封闭。
所述盖部在设有电子单元的电部件的位置处优选地具有凹部和/或腔体。所述装置的盖部及锅形壳体设计使得在装置组装之前(也就是说，在电子单元和添加剂输送单元相连之前)，可自由地接触到添加剂输送单元内的部件以及电子单元内的部件。添加剂输送单元和电子单元的连接或组装导致装置的封闭(优选地以流体密封的形式，这不包括所需的流入管道和流出管道)。这减少了装置组装所需的总花费。与此同时，这确保了极高水平的装置维护便捷性，这是因为当再次将电子单元和添加剂输送单元彼此分离(物理地和电学地)时，装置内的部件是可直接接触到的。
添加剂输送单元的壳体优选地至少部分地设置在液体添加剂储罐的内部。壳体优选地从罐壁延伸到装有液体添加剂的储罐内部，其中壳体的开口指向罐壁的外侧。所述开口可通过电子单元的盖部来封闭。
另外，所述装置有利的是，锅形壳体是液体添加剂储罐的一部分。
用于液体添加剂的储罐优选地是例如可通过注塑成型工艺来生产的塑料储罐。壳体特别有利的作为所述储罐的罐壁的一部分。储罐的罐壁例如可在某些区域具有突入储罐内部的向内凸起部分，其中从储罐的外侧可接触到该向内凸起部分。用于输送液体添加剂的液压部件设置在所述向内凸起部分中。该向内凸起部分，从其自身看上去，优选地是锅形的形式。向内凸起部分的锅形形式特别地意味着(如果围绕该向内凸起部分的罐壁的剩余部分被移除的话)该向内凸起部分呈锅的形状。
由于添加剂输送单元的壳体是液体添加剂储罐的罐壁的组成部分，因此该添加剂输送单元的壳体能够以特别廉价且简单的方式来生产。与此同时，由于不需要在壳体和罐壁之间生产流体密封连接，因而得到了对储罐的良好的密封性。
另外，所述装置有利的是，当电子单元和添加剂输送单元彼此相连时，至少第一插式连接件或第二插式连接件会抵靠止动件，其中在连接期间，通过止动件来将第一插式连接件和第二插式连接件按压入彼此之中。
止动件支承着第一插式连接件和/或第二插式连接件，从而将第一插式连接件和第二插式连接件按压入彼此之中以形成插式连接部。该止动件具有弹簧元件，该弹簧元件在连接过程期间压着第一插式连接件和/或压着第二插式连接件，并且以这种方式施加能确保插式连接件的牢固连接的限定力。
特别有利的是，弹簧元件是可塑性变形的弹簧元件，其在第一插式连接件与第二插式连接件相连期间发生塑性变形。以这种方式可确保以精准地限定力来将第一插式连接件和第二插式连接件按压入彼此之中。该精准地限定力是由塑性变形后的弹簧元件的弹性恢复来精确地预先限定的。还可能的情况是，由于塑性变形后的弹簧元件的弹性恢复至少在某些区域内与先前发生的弹簧元件的塑性变形无关，而没有精确地遵守关于第一插式连接件和第二插式连接件之间间隔的制造公差。
所述装置还有利的是，至少第一插式连接件或第二插式连接件具有可移动的电连接线，从而当电子单元和添加剂输送单元从彼此释放开时第一插式连接件和/或第二插式连接件保持连接。
所述电连接线自身优选地没有弹性，而是呈至少一圈的形式，以便可将第一插式连接件或第二插式连接件从各自的其他单元释放开。第一插式连接件和第二插式连接件优选地仅松驰地抵靠各自的单元。当插式连接部形成后，机械力将插式连接部保持在一起。通过这样的设计，可将添加剂输送单元和电子单元从彼此释放开，以例如用于维修的目的。
另外，所述装置还有利的是，至少第一插式连接件或第二插式连接件具有可被激活以释放插式连接部的紧固件。所述紧固件例如包括至少一个杠杆元件，其中可启用该杠杆元件从而(在将各结构性单元彼此释放开时)(自动地)撬开第一插式连接件和第二插式连接件。紧固件优选地设置成：当电子单元和添加剂单元从彼此释放开时，该紧固件是可被接触到的。
优选地，通过插式连接部，以振动不会导致第一插式连接件和第二插式连接件彼此的相对移动的形式来连接第一插式连接件和第二插式连接件。这可通过各插式连接件的连接部来实现，其中插式连接件的接合元件以夹紧力相连。这样的夹紧力也可通过插式连接件的成形锁紧(正性锁紧)连接来产生。
通过这样的紧固件，可以将添加剂输送单元和电子单元彼此完全分离。此处，完全分离也特别意味着切断了两个单元的电连接。这也允许例如更换电子单元或添加剂输送单元。
另外，所述装置有利的是，用于液体添加剂的供应连接部从添加剂输送单元开始，延伸穿过电子单元。
电子单元为此目的可具有能让供应连接部延伸穿过的开口或通道。该供应连接部优选地是与用于将液体添加剂从所述装置传导到供应装置(喷嘴、注入件等)的管线相连的连接件。由于电子单元优选地设置在液体添加剂储罐的外侧上，因此供应连接部延伸穿过电子单元是特别有利的。因此，液体输送单元设置在液体添加剂储罐内或设置在液体添加剂储罐和电子单元之间。该电子单元因此朝向外侧地覆盖住添加剂输送单元。因此，为供应连接部在电子单元中设置开口或通道是特别有利的，其中当电子单元和添加剂输送单元彼此相连时使供应连接部延伸穿过该开口或通道。但是，优选地是，液体添加剂和电子单元之间不接触。供应连接部优选地是针对电子单元以流体密封形式来封闭该电子单元且穿过该电子单元的管线部分。
所述装置还有利的是，阻挡机构至少设置在添加剂输送单元或电子单元上，其中当第一插式连接件和第二插式连接件没有形成插式连接部时，该阻挡机构能够阻止电子单元和添加剂输送单元彼此相连。
通过这样的阻挡机构实现的是，无论何时将电子单元和添加剂输送单元彼此相连都可形成插式连接部。特别地，如果没有同时产生正确形成的电插式连接部，则阻止添加剂输送单元和电子单元进行彼此相连。这样的阻挡机构可例如是杠杆元件的形式，其中当形成了插式连接部时该杠杆元件会折叠起来并由此释放阻挡件，该阻挡件在正确地形成插式连接部之前阻止液体输送单元和电子单元的组装。
本发明可特别地用于机动车中，该机动车具有内燃机、用于净化内燃机的废气的废气处理装置、用于液体添加剂的储罐，以及如此处所描述的用于将液体添加剂从储罐输送到废气处理装置内的装置。在废气处理装置中优选地设置了SCR催化转化器，通过该SCR催化转化器能够实施选择性催化还原法，以净化内燃机的废气。液体添加剂优选地是还原剂，并且特别优选地是尿素水溶剂。利用所描述的装置，将所述液体添加剂经由供给装置供入废气处理装置中。该供给装置通过用于传导液体添加剂的管线与用于输送液体添加剂的装置相连。该供给装置优选地包括用于在废气处理装置中雾化液体添加剂的喷嘴。该供给装置还优选地包括用于配量液体添加剂的注入件。
附图说明
将基于附图对本发明及其技术领域进行更详细的解释。附图特别地显示了优选的示例性实施例，但本发明不限于此。特别地，必须理解的是附图，尤其是所示出的比例，仅仅是示例性的。在附图中：
图1显示了所描述装置的实施例，
图2显示了具有所描述装置的机动车，
图3显示了组装前的所描述装置的第一实施例，
图4显示了组装后的图3的装置，
图5显示了在第一组装步骤后的图3的装置，
图6显示了在第二组装步骤后的图3的装置，
图7显示了所描述装置的第二实施例，
图8显示了所描述装置的第三实施例，并且
图9显示了所描述装置的第四实施例。
具体实施方式
图1显示了具有添加剂输送单元2和电子单元3的装置1。添加剂输送单元2具有各种液压部件4。此处，提供了泵18、阀19以及传感器20作为液压部件4。传感器20例如可以是温度传感器，其可用于测量液体添加剂的温度。传感器20也可以是压力传感器，其可用于检测液体添加剂的压力。传感器20还可以是质量传感器，其可用于测量液体添加剂的质量。还可以设置能测量液体添加剂的质量、压力和/或温度的一个或多个传感器20。
添加剂输送单元2中的各种液压部件4通过输送管线21彼此相连。沿着输送管线21将液体添加剂从抽入点23输送到供应连接部24。该供应连接部24可与能将所输送的液体添加剂向前输送到供应装置(此处未示出)的管线相连。
图1中所示的添加剂输送单元还具有回流管线22，其中通过阀19可打开或关闭该回流管线22。经由该回流管线22，还可实现液体添加剂从抽入点23穿过泵18并返回到储罐的循环路径。通过该循环路径可将气泡运送出添加剂输送单元2。通过连接部5(用虚线表示)将各种液压部件4与第一插式连接件6相连。
如图1所示的电子单元3具有典型地由半导体元件形成的各种电部件25。电部件25通过连接部5与第二插式连接件相连。此处，可提供存储器模块、处理器、运算单元等来作为电部件，其特别地对液压部件的操作进行控制、监测、调节等。
添加剂输送单元具有锅形壳体9。电子单元具有盖部10。添加剂输送单元2和电子单元3彼此安装在一起，从而使得第一插式连接件6和第二插式连接件7形成插式连接部8。另外，盖部10将锅形壳体9封闭，从而形成可包围添加剂输送单元2和电子单元3的干燥内空间。
图2显示了具有内燃机15并且具有用于净化内燃机15中的废气的废气处理装置16的机动车14。在废气处理装置16中设置有SCR催化转化器30，通过该SCR催化转化器30可进行选择性还原反应。可通过供给装置26将液体添加剂(优选地为还原剂，特别优选地为尿素水溶液)供入废气处理装置16中。为此目的，使用装置1通过管线27将液体添加剂供应给供给装置26。液体添加剂存储在储罐17中，并且可通过装置1将液体添加剂从储罐17中抽出。
储罐17具有罐壁28。装置1设置在储罐17的储罐基座34中。如此处所示，在储罐基座34中设置有能将装置1嵌入其中的储罐开口33。在其他设计变型中，储罐基座34也可具有突入到储罐17的储罐内部35中的向内凸起部分，其中所述向内凸起部分形成了装置1的添加剂输送单元的壳体。
图3到图6显示了在装置1的设计变型中的第一插式连接件6和第二插式连接件7的优选操作模式。各图分别显示了具有盖部10的电子单元3和具有壳体9的添加剂输送单元2。第一插式连接件6形成在添加剂输送单元2上。第二插式连接件7形成在电子单元3上。第一插式连接件6通过可移动连接线12与添加剂输送单元2中的液压部件(此处未示出)相连。添加剂输送单元2具有止动件11，其中该止动件11优选地具有弹簧机构31并且用于实现第一插式连接件6与第二插式连接件7的牢固连接。图3显示了在组装前装置1的添加剂输送单元2和电子单元3。在组装期间，弹簧元件31在第一插式连接件6上施加一定的力，该力将第一插式连接件6和第二插式连接件7推入彼此之中。
在图4中，添加剂输送单元2和电子单元3已经彼此组装在一起。在添加剂输送单元2和电子单元3的组装期间，第一插式连接件6抵靠止动件11并且第二插式连接件7牢固地连接到第一插式连接件6上，从而形成插式连接部8。
在图5中，在拆卸过程期间，已将添加剂输送单元2和电子单元3彼此释放开。然而，第一插式连接件6和第二插式连接件7仍然以插式连接部8的形式保持彼此相连。将借助弹簧元件31而仅松弛地搁置于止动件11上的第一插式连接件6从止动件11上移开。然而，仍然通过连接线12来保持第一插式连接件6与添加剂输送单元2相连。
在图6中，再次释放开插式连接部8。为此目的，插式连接件6具有紧固件13。图6显示出，当启用紧固件13时可将由第一插式连接件6和第二插式连接件7所形成的插式连接部8释放开。当电子单元3已经与添加剂输送单元2分离时，可自由地接触到紧固件13。
图7到图9显示了装置1的其他实施例。这些图分别显示了同样在图3中示出的相同部件。图7附加地显示了阻挡机构29，其中当第一插式连接件6和第二插式连接件7没有形成插式连接部时，该阻挡机构29能够阻止添加剂输送单元2和电子单元3彼此相连。该阻挡机构29是杠杆的形式，其中当正确地形成第一插式连接件6和第二插式连接件7之间的插式连接部时可启动该杠杆。必须启动所述杠杆，以便进行添加剂输送单元2与电子单元3的连接。否则，杠杆会阻止或至少阻碍添加剂输送单元2和电子单元3的组装。
图8显示了装置1的实施例，其中添加剂输送单元2的壳体9是存储液体添加剂的储罐的罐壁28的组成部分。此处图示的储罐或罐壁部分28优选地形成为注塑部件。壳体9实际上在罐壁28中形成了向内凸出部分，该向内凸出部分延伸进入储罐的内部(此处未示出)。还示出了抽入点23，其中添加剂输送单元2中的泵18可在该抽入点23处直接从储罐抽取液体添加剂。
图9显示了装置1的实施例，其中供应连接部24延伸穿过电子单元3中的开口32。
虽然本文结合附图中示出的特定实施例对技术细节进行说明，但是这并不意味着所述细节仅能与所示实施例的所有其他特征一同实现。而是，可以对附图中的不同实施例的所有技术细节进行交换或补充，特别是在该细节不被排除在技术方面之外或已明确地引用了公知常识的情况下。
通过本文所述的发明，能够生产一种成本特别低且优越的用于输送液体添加剂的装置，其中所述装置的电部件明确地与该装置的液压部件分离开。这首先允许装置的快速组装。同时确保易于维护。
附图标记列表
1       装置
2       添加剂输送单元
3       电子单元
4       液压部件
5       连接部
6       第一插式连接件
7       第二插式连接件
8       插式连接部
9       锅形壳体
10      盖部
11      止动件
12      连接线
13      紧固件
14      机动车
15      内燃机
16      废气处理装置
17      储罐
18      泵
19      阀
20      传感器
21      输送管线
22      回流管线
23      抽入点
24      供应连接部
25      电部件
26      供给装置
27      管线
28      罐壁
29      阻挡机构
30      SCR催化转化器
31      弹簧机构
32      开口
33      储罐开口
34      储罐基座
35      储罐内部

Claims (9)

1.一种用于输送液体添加剂的装置(1)，其具有添加剂输送单元(2)并且具有电子单元(3)，其中所述添加剂输送单元(2)具有用于输送所述液体添加剂的至少一个液压部件(4)，其中将所述至少一个液压部件(4)的所有电连接部(5)一起集中在所述添加剂输送单元(2)上的第一插式连接件(6)中，并且其中所述电子单元(3)具有能与所述第一插式连接件(6)相连的第二插式连接件(7)，其中当所述电子单元(3)和所述添加剂输送单元(2)彼此相连时所述第一插式连接件(6)和所述第二插式连接件(7)彼此相连并且形成插式连接部(8)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述添加剂输送单元(2)具有锅形壳体(9)，并且所述电子单元(3)具有用于所述锅形壳体(9)的盖部(10)，而且当所述电子单元(3)和所述添加剂输送单元(2)彼此相连时所述锅形壳体(9)由所述盖部(10)封闭。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述锅形壳体(9)是用于所述液体添加剂的储罐(17)的罐壁(28)的一部分。
4.根据上述任一权利要求所述的装置(1)，其特征在于，当所述电子单元(3)和所述添加剂输送单元(2)彼此相连时，至少所述第一插式连接件(6)或所述第二插式连接件(7)抵靠止动件(11)，其中在连接过程中，通过所述止动件(11)将所述第一插式连接件(6)和所述第二插式连接件(7)按压入彼此之中。
5.根据上述任一权利要求所述的装置(1)，其特征在于，至少所述第一插式连接件(6)或所述第二插式连接件(7)具有可移动的电连接线(12)，从而当所述电子单元(3)和所述添加剂输送单元(2)从彼此释放开时，所述第一插式连接件(6)或所述第二插式连接件(7)仍然保持相连。
6.根据上述任一权利要求所述的装置(1)，其特征在于，至少所述第一插式连接件(6)或所述第二插式连接件(7)具有紧固件(13)，所述紧固件(13)可被激活以释放所述插式连接部(8)。
7.根据上述任一权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于所述液体添加剂的供应连接部(24)从所述添加剂输送单元(2)开始，延伸穿过所述电子单元(3)。
8.根据上述任一权利要求所述的装置(1)，其特征在于，至少在所述添加剂输送单元(2)或所述电子单元(3)上设置阻挡机构(29)，当所述第一插式连接件(6)和所述第二插式连接件(7)没有形成所述插式连接部(8)时，所述阻挡机构(29)能够阻止所述电子单元(3)和所述添加剂输送单元(2)彼此相连。
9.一种机动车(14)，其具有内燃机(15)、用于净化所述内燃机的废气的废气处理装置(16)、用于液体添加剂的储罐(17)，以及根据上述任一权利要求所述的用于将所述液体添加剂从所述储罐(17)输送到所述废气处理装置(16)内的装置(1)。
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