CN106240353B - 具有整合的表面结构的液体贮罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的液体贮罐，在该液体贮罐上在包围贮罐容积(32)的贮罐壁(30)的指向贮罐容积(32)的内侧面(30a)上至少局部地设置有指向贮罐容积(32)的凸起结构(40)。根据本发明，凸起结构(40)与贮罐壁(30)构造成一体的。

Description

具有整合的表面结构的液体贮罐
技术领域
本发明涉及一种特别是用于机动车的液体贮罐，其具有一个将贮罐容积包围的贮罐壁，在该贮罐壁的指向贮罐容积的内侧面上至少局部地设置有一个指向贮罐容积的凸起结构。
背景技术
恰恰在构造和确定用于安装在机动车内的液体贮罐的情况中毫无疑问地可以规定按照常规需装入液体储罐内的液体。虽然只要用于构成液体贮罐的材料相对需收纳的液体的化学和物理作用足够稳定的话，原则上一个液体贮罐适合于收纳任意液体。然而恰恰在机动车内十分明确地为每种需储存在机动车上的工作液体设置一个单独的贮罐，该贮罐构造和确定只用于收纳各工作液体。通过选择用于构成贮罐的相应的材料实现构成，这些材料在化学和物理方面针对需收纳的液体充分稳定可靠。通过贮罐上的相应的标记或/和通过管路接头和管道线路表明用途。由此机动车的使用者没有他想将哪一种工作液体装入哪一个贮罐的选择余地。
现有技术中大量的思考的内容是如何至少可以阻碍收纳在液体贮罐内的液体相对收纳它的贮罐的相对运动。这一点可以具有它在简单的噪声抑制方面的动机，例如为了避免由于液体晃荡撞击贮罐壁产生的噪声排放。然而这一点也可能具有在避免由于液体区域彼此相对的相对运动产生的收纳的液体的非预期的静电充电方面的动机。
在现有技术中为了抑制收纳在一个液体贮罐内的液体的液体运动提供的解决方案例如规定了一种设置在贮罐壁的内侧面上的纤维结构，如这一点在DE 38 80 271 T2中提出的那样。其中纤维结构可以是一种单层织物，多层织物，然而优选一种纷乱纤维。其中纤维结构在本申请的意义上构成一种与贮罐壁的否则光滑的内表面不同的凸起结构。
由DE 39 05 611 C2公知了一种液体贮罐，在该液体贮罐中在贮罐壁的内侧面上在它们的角区域和衬料区域(Zwickelbereich)内设置有单独的折流件(Prallelement)。其中为了将贮罐容积的损害可收纳的液体量的损失降低到最小程度的目的，将折流件安装在角区域和衬料区域内。这些折流件也可以具有一个与光滑的表面不同的凸起结构。这样折流件的指向贮罐容积的露出的表面根据DE 39 05 611 C2可以成形为波形或者具有刷状凸起的塑料针。
DE 100 62 154 A1也公开了一种液体贮罐，在该液体贮罐中在贮罐容积内设置有消除噪声的线状构成物。与在前述公开文献中公开的液体贮罐不同，在DE 100 62 154 A1的液体贮罐中线状构成物穿过贮罐容积延伸并且在其纵向端部处分别支撑或紧固在贮罐壁上。
由US 3 400 854 A公知了一种液体贮罐，该液体贮罐首先在其内侧面上涂覆有橡胶层，并且该液体贮罐其次尽可能完全填满空心物体。橡胶层与现有技术的前面介绍的液体贮罐不同没有凸起结构，而是在其向着贮罐容积露出的内侧面上是光滑的。橡胶层还用于对贮罐进行密封。装入贮罐容积内的空心物质用于减弱液体的晃动运动，以便降低可能由贮罐发出的噪声排放。
同样由US 8 235 241 B2公知了一种用于机动车的液体贮罐，空心物体收纳在该液体贮罐的贮罐容积内。在前述液体贮罐的贮罐容积尽可能地填满松散的空心物体的同时，现有技术的目前探讨的液体贮罐的贮罐容积比由装入其内的空心物体所占据的体积大得多。然而装入贮罐容积内的空心物体网状地相互连接，其中空心物体-网在贮罐壁的内侧面上以相对贮罐壁的一定的可相对运动性固定在同一个贮罐壁的角区域内。
现有技术的所有这些解决方案的共同点是：为了降低收纳的液体的晃动运动而设置的实体结构构造成与贮罐独立的并且在接合过程中固定在该贮罐的内侧面上。这些解决方案的缺点是制造和装配的高费用，该费用对于构成众所周知的液体贮罐来说是必要的。
发明内容
因此本发明的目的是如下地继续发展文首述及类型的液体贮罐，即它在减少收纳在液体贮罐内的液体的晃动运动的能力相同的同时能够以较低的费用制造。
这个目的根据本发明的第一观点通过一个这种类型的液体贮罐得以实现，在该液体贮罐中凸起结构与贮罐壁构造成一体的。通过贮罐壁的至少局部一体的构造，即因此将贮罐壁的指向贮罐容积的内侧面的至少一个部段成形为凸起结构，可以省略如在上述现有技术中需要的单独构造凸起结构件。与单独构造凸起结构件一起同样省略了将其装配在贮罐壁上的需要。
原则上可以考虑：将贮罐壁作为贮罐壁坯料首先构造成具有比较大的厚度和在如此构成的厚的壁中材料磨削地插入所期望的凸起结构。例如可以将凸起结构局部地切削，铣削，焊接等在贮罐壁坯料的内侧面内。
然而由于材料磨削的工序同样意味着费用支出，所以为了避免该费用支出优选考虑：贮罐壁至少在具有凸起结构的部段内由可初始成形的材料构成。因此产生已经在初始成形贮罐壁时不仅完成地构成贮罐壳，而且还构成所期望的凸起结构的可能性。由此可以在一个适当安排的初始成形步骤中将贮罐壁或者至少它的一个部段包括一个凸起结构构造成即可使用的。
出于制造尽可能简单的原因优选贮罐壁是单层的。然后根据本发明的上述发展设计优选贮罐壁在它的整个厚度上由可初始成形的材料构成。
根据需收纳的液体或者还根据其他的情况液体贮罐的贮罐壁可以构造成多层的，其中贮罐壁的各层沿着贮罐壁的厚度方向彼此重叠。在这种情况中，如果贮罐壁的至少一个面向贮罐容积露出的内层由可初始成形的材料构成的话，依然可以实现按照本发明对用于构成本发明液体贮罐的制造过程和装配过程的简化。
可初始成形的材料可以是任意的材料，其中由于与此相关连的高的造型灵活性优选可铸造的材料。由于它们的高的化学稳定性，塑料优选作为用于构成液体贮罐的材料。因此一种优选的可初始成形的材料是热塑性塑料。
为了能够使贮罐壁的内侧面的特别大面积的区域构造有凸起结构，优选：液体贮罐包括至少两个壳件。在以后的时间点可以接合成一个贮罐壁段或者甚至液体贮罐本身的壳件特别有益地为了用于构造凸起结构的造型加工是可以接近的。这样在一个壳件上其全部的以后的内侧面能够对于初始成形或者用于构造凸起结构的初始成形来说是可接近的。
如果液体贮罐是由多个接合的壳件构成的话，有益的是：凸起结构的至少一部分构造在贮罐底部上，即在一个包括贮罐底部的壳件上。需要明确指出的是：即使贮罐-例如通过吹气塑造法-构造成一体的的话，同样优选将凸起结构的至少一部分设置在贮罐底部上，因为在液体贮罐的所有的内壁部段中在根据运行的，渐渐的排空期间贮罐底部始终最长时间地与收纳的液体接触并且由此可以最长时间地避免非预期的晃动运动。然而需要阐明的是：凸起结构原则上可以构造在贮罐的任意内壁部段上，也可以在整个内壁上。
原则上“凸起结构”的概念在本申请中表示所有不同于光滑的表面的表面结构。其中主要是指与光滑的表面的宏观的不同，即可用人的裸眼毫无问题地识别的和可用人手毫无问题地感觉到的不同。用于实现所谓的“莲花效应”的微观的不同，诸如表面糙化并不包括至本申请内的“凸起结构”的概念中，因为这样的微观不同利用裸眼无法识别。为了实现莲花效应而配备的表面由人眼和同样由人手感知为光滑的。
本申请的凸起结构的目的并不是改变通过收纳的液体对贮罐壁的内侧面的润湿，而是影响至少贮罐壁附近区域内的液体运动。因此优选：凸起结构包括顺着局部的伸出方向伸入到贮罐容积内的凸起。伸出方向可以局部不同，因为根据贮罐壁的内侧面的局部弯曲设置在不同位置上的凸起可以分别垂直地从一个贮罐壁段起向内凸起，而无需必要地相互平行。
为了能够有效抑制至少贮罐壁附近区域内的液体运动，有益的是：凸起垂直于它们的各伸出方向彼此保持间距地设置，使得在两个邻接的凸起之间可以收纳液体。
为了避免非预期的毛细效应(Kapillareffekt)优选：两个直接邻接的凸起之间的平均间距不小于两个凸起的平均厚度的三分之一。其中平均厚度是一个既在凸起的垂直于贮罐壁的内侧面的高度上也在其顺着贮罐壁的内侧面的长度上的平均厚度。如果两个凸起厚度不同的话，-如因为它们具有不同的形状-平均厚度当然还包括凸起的不同的厚度。同样的内容经过必要的修正适用于两个凸起之间的平均间距。
为了不让在两个凸起之间非预期地再次产生液体流动，两个直接邻接的凸起之间的平均间距不大于两个凸起的平均厚度的五倍。
优选凸起的平均厚度在贮罐壁的平均厚度的0.2至5倍的范围内。
为了保障防止晃动运动而不放弃过多的贮罐容积，凸起结构的凸起的平均伸出高度有益地不小于贮罐壁的平均厚度的一半和同样有益地不大于贮罐壁的平均厚度的十倍。
原则上液体贮罐可以构造成用于收纳任意液体，特别是机动车工作液体。特别优选本发明的液体贮罐是一个所谓的“SCR-贮罐”，该贮罐构造和确定用于收纳水状的尿素溶液。这种尿素溶液为了机动车内的废气净化取自用于可选择性的催化还原的贮罐。
因此本发明还涉及一种具有一个如上所述的和进一步改进的液体贮罐的机动车。
根据本发明的第二观点，上述目的还通过一种如上所述的和进一步改进的，用于制造液体贮罐的方法得以实现，其中该方法包括至少下列步骤：
-制备可初始成形的坯料，
-将坯料主要初始成形为具有指向需制造的液体贮罐的内腔的凸起结构的贮罐壁段。
上面已经详细地阐述了在一个唯一的初始成形步骤中与凸起结构一起初始成形地制造至少具有凸起结构的贮罐壁段的优点。当然可以在初始成形步骤之后接着进行通常的精整加工步骤，诸如去毛刺等诸如此类。
优选初始成型步骤是一个铸造过程，因为铸造过程使相当大的造型灵活性成为可能。通过压铸以短的循环时间和高的可重复的成形精度可以得到特别多的同样的构件，所以初始成形步骤特别优选包括一个压铸过程。其中凸起结构可以构造成压铸模具的模腔壁的造型部段内的阴性轮廓(Negativgestalt)，因而-如上面已经说明的那样-可以利用生产贮罐壁构件或贮罐时的压铸过程高精度地制造所期望的凸起结构。
为了更加容易地将凸起结构构造在本发明的液体贮罐的内壁部段上，出于上面已经说明的原因优选本发明的方法包括至少两个壳件的初始成形制造和将这些壳件接合。优选壳件中的每一个包括贮罐壁的指向贮罐容积的内侧面的一个以后的部段。
特别优选液体贮罐由精确地两个壳件构成，即由一个在完成装配状态中的上部壳体-在该壳体内例如可以构造有一个注入口-和一个在完成装配状态中的下部壳体-该壳体包括上述贮罐底部和在该壳体内可以构造有一个取出口。因此本发明的方法优选包括对精确地两个接合成液体贮罐的壳件的初始成形。
附图说明
下面借助附图进一步详细地阐述本发明。称为图1的附图示出的是液体贮罐的本发明实施方式的粗略示意的纵剖视图。
具体实施方式
在图1是一个一般标注为10的本发明的液体贮罐。液体贮罐10优选包括一个上部壳件12，该壳件具有一个注入口14，该注入口带有一个环绕该注入口14的法兰边缘(Flanschrand)16。在法兰边缘16上可以连接一个注入管道，例如在图1中未示出的加注管。
另外，液体贮罐10包括一个下部壳件18，该壳件具有一个取出口20，该取出口带有一个环绕该取出口20的法兰边缘22。一个在图1中未示出的取出管也可以连接在法兰边缘22上。
上部壳件12与下部壳件18优选顺着各个环绕的接合法兰24或26相互接合，例如粘合或焊接在一起。接合法兰24和26顺着优选为平坦的接合面28相互接触。
贮罐10具有一个贮罐壁30，该贮罐壁将贮罐10的贮罐容积32包围。贮罐壁30首先由上部壳体12的壁34构成和其次由下部壳件18的壁36构成。
贮罐壁30的内侧面30a构成该贮罐壁到贮罐容积32的分界面。内侧面30a又首先由上部壳件12的壁34的内侧面34a构成和其次由下部壳件18的壁36的内侧面36a构成。
液体贮罐10当然可以与所示出的实例不同地具有两个以上的壳件或者也可以构造成一体的，例如通过吹气塑造法。
在贮罐10的，更确切地说下部壳件18的底部部段38中在指向贮罐容积32的内侧面30a或36a上指向贮罐容积32地成形有一个凸起结构40。该凸起结构40与材料相关联地与贮罐10，特别是与下部壳件18成形为一体的。
下部壳件18-同样如上部壳件12那样-优选通过压铸制成。
在压铸下部壳件18时直接构成的凸起结构40在所示出的实例中包括同样的凸起42，这些凸起从下部壳件18的底部部段38起顺着伸出方向V向贮罐容器32内凸起。凸起42在所示出的实例中以与位置无关地基本上统一的高度相互平行地沿着垂直于图1的绘图平面的延伸方向延伸。例如凸起42还可以在侧壁44上向着接合面28继续延伸一段距离。
直接邻接的凸起42相互穿过既垂直于凸起42的伸出方向V也垂直于延伸方向的方向通过间距46彼此保持间距地设置。间距方向(Abstandsrichtung)在图1中平行于绘图平面。
优选所有的凸起42在所示出的实例中彼此相同，同样如邻接的凸起42之间的间距46那样。
间距46在所示出的实例中略微大于凸起42的需沿着相同的方向测量的厚度。如下地确定间距46的尺寸，即它们对于构成直接邻接的凸起42的彼此相对的侧壁之间的毛细效应来说过大并且它们对于构成在位于直接邻接的凸起42之间的部分容积内沿着间距方向的重要的流体流动来说过小。
如下地选择凸起42的厚度，即它们在液体贮罐10的预期的运行寿命上是稳定可靠的。
在选择用于制造上部壳件12和下部壳件18的通常的材料时，即例如热塑性塑料，产生凸起厚度与两个邻接的凸起42之间的沿着相同方向需测量的间距46的约为0.2至3的最佳比率。在所示出的实例中凸起厚度与间距46的比率略微小于1，约0.85，因为间距46稍微大于配属的凸起42的厚度。
壳件12和18可以分别在压铸模中在一道工序中制成并且接着利用它们的接合法兰24和46相互接合。其中在初始成形地制造下部壳件18期间直接构成凸起结构40。由此省略了所有在一个单独的构件上构造凸起结构并将该单独的构件与壳件12和18之一连接的必要性，这与现有技术相比显著减少了用于制造在此介绍的液体贮罐10的费用。
原则上在图1中示出的液体贮罐10可以收纳任意液体，特别是机动车的工作液体。特别优选液体贮罐10是一个SCR-贮罐，该储罐构造并确定用于收纳水状的尿素溶液，该尿素溶液又在机动车内用于废气的选择性的催化还原和因此用于废气净化。在市场上为了这个目的可利用的水状尿素溶液众所周知的有商品名称

Claims (7)

1.一种液体贮罐(10)，包括将贮罐容积(32)包围的贮罐壁(30)，在贮罐壁的指向贮罐容积(32)的内侧面(30a)上至少局部地设置有指向贮罐容积(32)的、与贮罐壁(30)构造成一体的凸起结构(40)，
其中液体贮罐(10)包括至少两个壳件(12，18)，这些壳件相互接合成贮罐壁(30)，
其中壳件(18)按照常规包括贮罐底部(38)，其中凸起结构(40)包括顺着局部的伸出方向(V)伸入贮罐容积(32)内的凸起(42)，这些凸起垂直于它们的伸出方向(V)彼此保持间距(46)地设置，
其特征在于：凸起结构(40)的一部分构造在贮罐底部(38)上，其中凸起(42)从侧壁(44)以与位置无关地基本上统一的高度相互平行地沿着贮罐底部(38)延伸并且其中凸起(42)在液体贮罐(10)的侧壁(44)上从贮罐底部向接合面(28)延伸更远，沿着该接合面壳件(12，18)接合在一起。
2.根据权利要求1所述的液体贮罐，其特征在于：贮罐壁(30)的至少一个向着贮罐容积(32)露出的内层至少在具有凸起结构(40)的部段(38)内由能够初始成形的材料构成。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的液体贮罐，其特征在于：两个直接邻接的凸起(42)之间的平均间距(46)不小于两个凸起(42)的平均厚度的三分之一和不大于五倍。
4.根据权利要求1所述的液体贮罐，其特征在于：液体贮罐(10)构造和确定用于收纳水状的尿素溶液。
5.根据权利要求1所述的液体贮罐，其特征在于：贮罐壁(30)超出其整个厚度至少在具有凸起结构(40)的部段(38)内由能够初始成形的材料构成。
6.根据权利要求2或5所述的液体贮罐，其特征在于：能够初始成形材料由热塑性塑料构成。
7.根据权利要求1所述的液体贮罐，其特征在于：所述液体贮罐(10)为用于机动车的液体贮罐。
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