CN106233101B - 用于流体的容器系统和用于生产其的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于流体（3）的容器系统（1），其包括：带有外壁（7）和腔（9）的容器（5），其被分配有槽形引导元件或滑块中的任一者；具有纵向轴线（13）的声音换能器单元（11），其被分配有滑块或槽形引导元件；用于将声音换能器单元（11）与容器（5）声学地联接的联接元件（15），其中，槽形引导元件的轮廓以如下方式形成，即使得，在将声音换能器单元（11）引入到腔（9）中时，发生声音换能器单元（11）相对于容器（5）的运动的第一路径，尤其基本上没有联接元件（15）与声音换能器单元（11）或外壁（7）中的任一者的机械接触，且其后，发生利用声音换能器单元（11）相对于容器（5）的枢转的运动的第二路径，直到声音换能器单元（11）到达端部位置为止，在该端部位置中，联接元件（15）被压在外壁（7）和声音换能器单元（11）之间。

Description

用于流体的容器系统和用于生产其的方法

本发明涉及一种用于流体的容器系统以及一种生产用于流体的容器系统的方法。

为了测量流体容器中的流体，尤其可使用声学测量装置。声学测量装置的声音换能器可作为声音发生器和声音接收器二者工作。为了确定流体容器中流体表面的高度或流体的浓度，能够通过声音换能器发射声音脉冲到待测量的流体中。声音脉冲可通过流体的界面反射到其他介质。关于流体容器中流体的特性的结论能够从声音脉冲的持续时间得到。

本发明所基于的目的是创建用于流体的容器系统，其允许对流体进行精确且可靠的测量。本发明的另一目的是创建用于生产用于流体的容器系统的方法，所述容器系统允许对流体进行精确且可靠的测量。

该目的通过下述容器系统及方法实现：

一种用于流体的容器系统，其包括：

-用于存储流体的容器，所述容器带有外壁和腔，其中，槽形引导元件或滑块中的任一者被分配到所述容器，

-用于测量所述流体的声音换能器单元，所述声音换能器单元具有纵向轴线，其中，所述滑块或所述槽形引导元件相应地分配到所述声音换能器单元，

-用于将所述声音换能器单元与所述容器声学地联接的联接元件，其中，所述槽形引导元件和所述滑块形成用于相对于所述容器引导所述声音换能器单元的滑块引导件，其中，所述槽形引导元件的轮廓被形成为使得，在所述声音换能器单元被引入到所述腔中时，发生所述声音换能器单元相对于所述容器的第一运动行进，大致没有所述联接元件与所述声音换能器单元或所述外壁中的任一者的机械接触，以及在所述第一运动行进之后，发生利用所述声音换能器单元相对于所述容器的枢转的第二运动行进，直到所述声音换能器单元到达端部位置为止，在所述端部位置中，所述联接元件被压在所述外壁和所述声音换能器单元之间；

一种生产用于流体的容器系统的方法，其包括：

-用于存储流体的容器，其带有外壁和腔，

-用于测量所述流体的声音换能器单元，其具有纵向轴线，以及

-用于将所述声音换能器单元与所述容器声学地联接的联接元件，其中

-在相对于所述容器的第一运动行进中，所述声音换能器单元被引入到所述腔中，使得所述联接元件大致没有与所述声音换能器单元或所述外壁中的任一者机械接触，以及

-在第二运动行进中，所述声音换能器单元相对于所述容器枢转，直到所述声音换能器单元到达相对于所述容器的端部位置为止，在所述端部位置中，所述联接元件被压在所述外壁和所述声音换能器单元之间。

根据第一方面，本发明的特征在于用于流体的容器系统，其包括用于存储流体的容器。该容器具有外壁和腔。开槽引导元件或滑块中的任一者被分配到容器。

容器系统此外还包括用于测量流体的声音换能器单元。声音换能器单元具有纵向轴线。滑块或槽形引导元件相应地被分配到声音换能器单元。

此外，容器系统具有联接元件，其用于将声音换能器单元与容器声学地联接。槽形引导元件和滑块形成滑块引导件，用于相对于容器引导声音换能器单元。槽形引导元件的轮廓被形成为使得，在声音换能器单元被引入到腔中时，发生声音换能器单元相对于容器的第一运动行进。第一运动行进大致没有联接元件与声音换能器单元或外壁中任一者的机械接触。

槽形引导元件的轮廓此外被构造成使得在第一运动行进之后，发生利用声音传感器单元相对于容器的枢转的第二运动行进，直到声音换能器单元到达端部位置为止，在所述端部位置中，联接元件被压在外壁和声音换能器单元之间。

联接元件允许补偿生产公差，其帮助避免在声音换能器单元和容器的外壁之间包括空气或湿气。这确保声音换能器单元和外壁尤其有效的声学联接。在该背景下，联接元件有助于通过声音换能器单元对流体进行可靠且精确的测量。

这种对于声音换能器单元和容器相对于彼此运动的引导使得能够在生产容器系统时避免联接元件的非期望变形。有利地，容器系统的尤其可靠的操作因此是可能的。此外，容器系统的组装在没有诸如楔形物和螺钉的额外部件的情况下是可能的。

在该背景下例如，槽形引导元件被分配到容器，且对应滑块被分配到声音换能器单元。替代地例如，槽形引导元件被分配到声音换能器单元，且对应滑块被分配到容器。

槽形引导元件例如被构造为狭槽、腹板或凹槽。滑块例如被构造为销或栓。滑块例如通过槽形引导元件在两侧上被力-引导。槽形引导元件的轮廓的路径预定了通过滑块和槽形引导元件形成的滑块引导件的传输功能。这种引导还可称为滑块引导。

在声音换能器单元相对于容器的第一运动行进中，在生产容器系统时作用于联接元件上的力大致通过声音换能器单元和外壁中的恰好一个引起，以便在第一运动行进中联接元件不经受非期望变形。尤其，该力仅通过声音换能器单元或仅通过外壁中的任一者引起。

尤其，声音换能器单元相对于容器的第一运动行进沿着纵向轴线发生。联接元件有利地已经布置在声音换能器单元上。替代地，联接元件已经布置在外壁上。

联接元件还可被称定为联接衬垫。联接衬垫优选地由类橡胶材料制成。

在根据第一方面的有利实施例中，枢轴头或枢轴窝中的任一者被分配到容器。此外，枢轴窝或枢轴头相应地被分配到声音换能器单元。枢轴头和枢轴窝形成铰接接头，用于在第二运动行进中相对于容器引导声音换能器单元。

铰接接头允许对声音换能器单元和容器相对于彼此的运动进行可靠且精确的引导，以便在生产容器系统时避免联接元件的非期望变形。

在根据第一方面的进一步有利实施例中，槽形引导元件和滑块被构造成用于将声音换能器单元固定在相对于容器的端部位置中。

这有助于容器系统的持久地可靠的操作。借助于槽形引导元件和滑块相对于容器固定声音换能器单元有助于容器系统的简单组装。

在根据第一方面的进一步有利实施例中，至少一个额外引导壁被分配到容器，且包括滑块引导件的部分。

尤其在借助于槽形引导元件和滑块相对于容器固定声音换能器单元的情况下，这允许该固定被构造成能从外侧接近且因此可容易释放。此外，声音换能器单元在腔外侧的局部布置和/或固定最小化由于声音换能器单元对容器造成的任何体积损失。

例如，外壁包括至少一个引导壁。替代地，至少一个引导壁例如焊接到外壁。

根据第二方面，本发明的特征在于用于生产用于流体的容器系统的方法，该容器系统包括用于存储流体的容器。容器具有外壁和腔。

容器系统此外还包括用于测量流体的声音换能器单元。声音换能器单元具有纵向轴线。

此外，容器系统包括联接元件，其用于将声音换能器单元与容器声学地联接。在相对于容器的第一运动行进中，声音换能器单元被引入到腔中，使得联接元件与声音换能器单元或外壁中的任一者大致没有机械接触。

此外，在第二运动行进中，声音换能器单元相对于容器枢转，直到声音换能器单元到达相对于容器的端部位置为止，在该端部位置中，联接元件被压在外壁和声音换能器单元之间。

这种声音换能器单元和容器相对于彼此的运动行进防止在生产容器系统时联接层的非期望变形。有利地，这允许容器系统的尤其可靠的操作。

声音换能器单元和容器相对于彼此的运动行进可例如机械地被引导。替代地和/或额外地，容器系统在该背景下可例如包括引导元件。

在根据第二方面的进一步有利实施例中，槽形引导元件或滑块中的任一者被分配到容器。

此外, 滑块或槽形引导元件相应地分配到声音换能器单元。槽形引导元件和滑块联接到滑块引导件中，用于在第一运动行进中以及在第二运动行进中相对于容器引导声音换能器单元。

在根据第二方面的进一步有利实施例中，在到达相对于容器的端部位置时，声音换能器单元通过槽形引导元件和滑块固定。

在根据第二方面的进一步有利实施例中，枢轴头或枢轴窝中的任一者被分配到容器。

此外，枢轴窝或枢轴头相应地被分配到声音换能器单元。枢轴头和枢轴窝联接到铰接接头中，用于在第二运动行进中相对于容器引导声音换能器单元。

本发明的示例性实施例在下文中参考示意图解释。

图1示出容器系统的示例性实施例，

图2a是根据图1的容器系统的容器的透视图，

图2b是根据图1的容器系统的声音换能器单元的透视图，

图3示出用于生产根据图1的容器系统的流程图，

图4a-4d示出用于生产根据图1的容器系统的组装步骤，

图5a-5i示出第二容器系统的部件，以及

图6a-6c示出用于生产另外的容器系统的组装步骤。

贯穿所有图，具有相同结构或功能的元件具有相同的参考数字。

图1示出处于安装状态的用于流体3的容器系统1，其包括用于存储流体3的容器5。容器5具有外壁7和腔 9。

容器系统1此外还包括用于测量流体3的声音换能器单元11。声音换能器单元11例如被构造成发射超声信号到容器5中，和/或从容器5接收反射的超声信号。在该背景下，例如，确定容器5中的流体3的浓度或流体3的填充水平。流体3例如是用于减少废气中的排放物的液体介质，其优选地包括还原剂和/或还原剂前体，例如，尿素水溶液。

容器5的腔9被构造成接收声音换能器单元11。在安装状态中，声音换能器单元11例如至少部分地伸入到腔9中。尤其，声音换能器单元11被构造成使得超声信号的主辐射方向平行于容器5的基底部分延伸。在安装状态中，声音换能器单元9在该背景下被布置成例如使其纵向轴线13垂直于容器5的基底部分。

而且，容器系统1包括联接元件15，其被构造成用于将声音换能器单元11与容器5声学地联接。联接元件15为此布置在外壁7的联接区域中。尤其，联接元件15帮助避免在外壁7和声音换能器单元11之间包含空气或湿气，和/或补偿生产公差。

联接元件15由弹性材料制成。尤其，联接元件15由类橡胶材料制成，诸如例如硅树脂。

为了保证对流体3进行可靠且精确的测量，联接元件15尤其必须尽可能均匀且紧密地抵靠外壁7和声音换能器单元11放置。有利地，为此，联接元件15被压在外壁7和声音换能器单元11之间。

图6a到图6c示出另外的容器系统601与容器605的组装步骤，容器605具有外壁607和腔609。另外的容器系统601还包括具有纵向轴线613的声音换能器单元611，联接元件615布置在声音换能器单元611上。在声音换能器单元611被引入到腔609中时，由于在外壁607和声音换能器单元611之间的预定距离616，所以联接元件615被压缩。然后导致联接元件615的非期望变形（参见图6b）。

在该背景下，槽形引导元件21、25、27被分配到根据图1的容器系统1的容器5（参见图2a）。而且，滑块31、35、37被分配到根据图1的容器系统1的声音换能器单元11（参见图2b）。尤其，对应于槽形引导元件21、25、27的其他槽形引导元件被布置在腔的与槽形引导元件21、25、27相对的侧部上，并且对应于滑块31、35、37的其他滑块被布置在声音换能器单元11的与滑块31、35、37相对的侧部上。

在其他示例性实施例中，槽形引导元件21、25、27例如被分配到声音换能器单元11，且滑块31、35、37被分配到容器5。

槽形引导元件21、25、27被构造成能够与滑块31、35、37联接，以形成用于相对于容器5引导声音换能器单元11的滑块引导件。

额外和/或替代地，枢轴头29例如被分配到容器5（参见图2a）。而且，枢轴窝39被分配到声音换能器单元11（参见图2b）。枢轴头29例如为外壁7的凸出部分。

在另一示例性实施例中，枢轴头29例如被分配到声音换能器单元11，且枢轴窝39被分配到容器5。

枢轴头29被构造成能够与枢轴窝39联接，以形成用于相对于容器5引导声音换能器单元11的铰接接头。

槽形引导元件21、25、27的轮廓被构造成使得在组装容器系统1时，以引导的方式发生声音换能器单元11相对于容器5的第一运动行进，使得联接元件15与声音换能器单元11或外壁7中的任一者大致没有机械接触。

尤其在该背景下，大致仅来自声音换能器单元11或来自外壁7中的任一者的力作用在联接元件上，以便联接元件15在第一运动行进中不经历任何非期望的变形。

例如，尤其关于另外的容器系统601的腔609的体积，腔9的体积增大。尤其，在该背景下，外壁7的与外壁7的联接区域相对的侧部被斜切，以便其与外壁7的联接区域成一定角度。声音换能器单元11在例如平行于外壁7的与联接区域相对的侧部的第一运动行进中被引入。尤其，第一运动行进沿着纵向轴线13发生。

槽形引导元件21、25、27的轮廓此外被构造成使得在组装时，在第一运动行进后，以引导的方式发生声音换能器单元11相对于容器5的第二运动行进，其中，声音换能器单元11相对于容器5枢转，直到声音换能器单元11到达相对于容器5的端部位置为止，在所述端部位置中，联接元件15被压在外壁7和声音换能器单元11之间。

有利地，这确保了联接元件15的受控变形。该具有如下优势：联接元件15例如尤其均匀地位于声音换能器单元11和外壁7之间。尤其，这允许容器系统1的尤其可靠的操作。

槽形引导元件21、25、27尤其被构造为凹部，例如被构造为狭槽、腹板或凹槽。滑块31、35、37尤其相应地被构造成突出部，例如构造为导销、栓或导轨。通过槽形引导元件21、25、27和滑块31、35、37形成的滑块引导件还可被称为槽栓接头或榫槽接头，且被构造成联接在一起，用于相对于容器5引导声音换能器单元9。

下文中参考图3的流程图以及图4a-4d描述用于生产容器系统1的组装步骤。

在步骤S1（图4a）中，提供容器5、声音换能器单元11和联接元件15。联接元件15优选地例如借助于粘合接头、喷射模塑或通过过盈配合附接到声音换能器单元11。在其他示例性实施例中，联接元件15例如附接到外壁7的联接区域。

构造为导轨的滑块35、37联接到构造为通道的槽形引导元件25、27，且声音换能器单元11因此沿着纵向轴线13被引导插入到腔9中。滑块35、37的宽度大致对应于槽形引导元件25、27的宽度。滑块35、39和槽形引导元件25例如布置在纵向轴线13上，以便在声音换能器单元11相对于容器5的该第一运动行进中，构造为销的滑块39也联接到槽形引导元件25且因此有助于轴向引导。滑块31的第一直径在该背景下大致对应于槽形引导元件25的宽度。

构造为导轨的滑块35、37和构造为通道的槽形引导元件25、27尤其彼此平行，以允许尤其精确的直线运动引导。

在随后步骤S3（图4b）中，声音换能器单元11到达轴向端部位置，在其中，枢轴窝39联接到枢轴头29。此外，滑块31联接到槽形引导元件21。滑块35、37尤其被构造为弹性的，以便在槽形引导元件25、27的减小的深度上，其沿着声音换能器单元11的方向被按压远离。有利地，在声音换能器单元11到达轴向端部位置时，滑块35、37与槽形引导元件25、27脱离联接，以便在步骤S5中，声音换能器单元11的随后枢转是可能的。

在步骤S5（图4c）中，在声音换能器单元11相对于容器5的第二运动行进中，声音换能器单元11通过在槽形引导元件21中的滑块31引导，且铰接接头29、39围绕铰接接头29、39的轴线枢转。

仅在随后的步骤S7（还参见图4d）中，联接元件15才与外壁7机械接触，且被压在声音换能器单元11和外壁7之间。在声音换能器单元11相对于容器5的端部位置中，声音换能器单元11布置成使其纵向轴线13尤其平行于外壁7的联接区域。

声音换能器单元11尤其例如通过滑块31和槽形引导元件21固定在相对于容器5的端部位置中。例如，滑块31为此在面朝声音换能器单元11的侧部上具有第二直径，其尤其大于在面向远离声音换能器单元11的侧部上的滑块31的第一直径。

槽形引导元件21对应于声音换能器单元11相对于容器5的端部位置具有拓宽部，其大致对应于滑块31的第二直径。

滑块31此外包括弹簧元件，其沿着槽形引导元件21的方向按压滑块31远离声音换能器单元11，以便在声音换能器单元11到达相对于容器5的端部位置时，滑块31利用其第二直径接合在拓宽部中。

例如，在该背景下，引导壁41被分配到容器5（参见图2a），其包括槽形引导元件21，以便其可从外侧接近，且能够容易地释放该固定。

图5a-5i描绘了第二容器系统的部件。图5a从侧视图、前视图和顶视图示出声音换能器单元，其带有：成对的竖直夹子501，用于使声音换能器单元运动以及将声音换能器单元限制在端部位置中；以及成对的水平夹子503、505、507，用于枢转和固定在端部位置中。图5b从前视图和顶视图示出水平夹子505、507的详细视图。

图5c示出声音换能器单元的其他透视图和竖直夹子509的详细视图。

图5d在总体视图中以及从带有容器的外壁的凸出部分511的侧向透视图和前部透视图示出声音换能器单元及其在容器中的位置。

图5e示出在第二容器系统的组装期间声音换能器单元的第一位置，在每种情况下，两个相对平行通道513、515在外壁中以用于声音换能器单元的运动。

图5f示出在第二容器系统的组装期间声音换能器单元的第二位置，在每种情况下，两个相对的平行肋状物517、519在竖直夹子上，并且相应相对的突出部521在水平夹子上被形成为导销。

图5g示出在容器系统的组装期间声音换能器单元的第三位置，其带有半柱形轴承523。引导元件513、515、517、519被释放，以便声音换能器单元能够借助于导销枢转。

图5h示出在第二容器系统的组装期间声音换能器单元的第四位置，在其中，在水平夹子上被形成为导销的突出部521被枢转到圆形间隙中。

图5i示出在第二容器系统的组装期间声音换能器单元的第五位置，在其中，水平夹子接合在柱形孔527中以及从柱形孔527释放，以便借助于半柱形轴承523确保声音换能器单元的端部位置。联接元件525紧密地被压到端部位置中的预定间隙中。

在其他示例性实施例中，容器系统被构造成使得声音换能器单元竖直地被引入到容器的腔中（未示出）。例如，为此，滑块引导件被分配到声音换能器单元和容器。替代地，声音换能器单元例如在没有通过滑块引导件的引导的情况下被引入。

在生产这种容器系统时，声音换能器单元被竖直地引入到容器中，且例如借助于楔形物和螺钉水平地运动到相对于容器的端部位置中。

Claims (8)

1.一种用于流体（3）的容器系统（1），其包括：

-用于存储流体（3）的容器（5），所述容器带有外壁（7）和腔（9），其中，槽形引导元件（21、25、27）或滑块（31、35、37）中的任一者被分配到所述容器（5），

-用于测量所述流体（3）的声音换能器单元（11），所述声音换能器单元具有纵向轴线（13），其中，所述滑块（31、35、37）或所述槽形引导元件（21、25、27）相应地分配到所述声音换能器单元（11），

-用于将所述声音换能器单元（11）与所述容器（5）声学地联接的联接元件（15），其中，所述槽形引导元件（21、25、17）和所述滑块（31、35、37）形成用于相对于所述容器（5）引导所述声音换能器单元（11）的滑块引导件，其中，所述槽形引导元件（21、25、27）的轮廓被形成为使得，在所述声音换能器单元（11）被引入到所述腔（9）中时，发生所述声音换能器单元（11）相对于所述容器（5）的第一运动行进，大致没有所述联接元件（15）与所述声音换能器单元（11）或所述外壁（7）中的任一者的机械接触，以及在所述第一运动行进之后，发生利用所述声音换能器单元（11）相对于所述容器（5）的枢转的第二运动行进，直到所述声音换能器单元（11）到达端部位置为止，在所述端部位置中，所述联接元件（15）被压在所述外壁（7）和所述声音换能器单元（11）之间。

2.根据权利要求1所述的容器系统（1），其中：

-枢轴头（29）或枢轴窝（39）中的任一者被分配到所述容器（5），

-所述枢轴窝（39）或所述枢轴头（29）相应地被分配到所述声音换能器单元（11），其中，所述枢轴头（29）和所述枢轴窝（39）形成铰接接头，用于在所述第二运动行进中相对于所述容器（5）引导所述声音换能器单元（11）。

3.根据前述权利要求1和2中的任一项所述的容器系统（1），其中：

-所述槽形引导元件（21、25、57）和所述滑块（31、35、37）被构造成用于将所述声音换能器单元（9）相对于所述容器（5）固定在所述端部位置中。

4.根据权利要求1或2所述的容器系统（1），其中：

-至少一个额外引导壁（41）被分配到所述容器（5），且包括所述滑块引导件的部分。

5.一种生产用于流体（3）的容器系统（1）的方法，其包括：

-用于存储流体（3）的容器（5），其带有外壁（7）和腔（9），

-用于测量所述流体（3）的声音换能器单元（11），其具有纵向轴线（13），以及

-用于将所述声音换能器单元（11）与所述容器（5）声学地联接的联接元件（15），其中

-在相对于所述容器（5）的第一运动行进中，所述声音换能器单元（11）被引入到所述腔（9）中，使得所述联接元件（15）大致没有与所述声音换能器单元（11）或所述外壁（7）中的任一者机械接触，以及

-在第二运动行进中，所述声音换能器单元（11）相对于所述容器（5）枢转，直到所述声音换能器单元（11）到达相对于所述容器（5）的端部位置为止，在所述端部位置中，所述联接元件（15）被压在所述外壁（7）和所述声音换能器单元（11）之间。

6.根据权利要求5所述的方法，其中：

-槽形引导元件（21、25、27）或滑块（31、35、37）中的任一者被分配到所述容器（5），

-所述滑块（31、35、37）或所述槽形引导元件（21、23、25、27）相应地被分配到所述声音换能器单元（11），其中

-所述槽形引导元件（21、25、27）和所述滑块（31、35、37）被联接成滑块引导件以在所述第一运动行进中和在所述第二运动行进中相对于所述容器（5）引导所述声音换能器单元（11）。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

-在到达相对于所述容器（5）的所述端部位置时，所述声音换能器单元（11）通过所述槽形引导元件（21、25、27）和所述滑块（31、35、37）固定。

8.根据前述权利要求5到7中的任一项所述的方法，其中：

-枢轴头（29）或枢轴窝（39）中的任一者被分配到所述容器（5），

-所述枢轴窝（39）或所述枢轴头（29）相应地被分配到所述声音换能器单元（11），其中

-所述枢轴头（29）和所述枢轴窝（39）联接成铰接接头以在所述第二运动行进中相对于所述容器（5）引导所述声音换能器单元（11）。