技术领域
[0001] 本发明涉及一种容器系统。更具体地说,本发明涉及一种容器系统,其中两个独立的容器体被配置为连接在一起以形成容器子组件,以便安装到车辆或农业机械的支撑结构上。
相关背景技术
[0002] 目前的排放法规要求配备内燃机的车辆调节其废气排放。为符合这些规定,通常安装选择性催化还原系统(“SCR系统”),以减少废气中的一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等废气污染物。在已知的SCR系统中,还原剂(例如尿素溶液)被注入废气中。为此,有必要提供一个容器来储存这种还原剂。SCR系统在拖拉机、联合收割机、饲料收割机等农业机械上广为人知,但也用于其他车辆。
[0003] 为了与SCR系统一起使用,通常在车辆或农业机械上提供两个容器,第一个容器用于燃料,第二个容器用于尿素溶液或其他还原剂。为了充分利用现有的自由空间,两个容器通常彼此相邻,并具有互补的外部轮廓,因此即使容器包含复杂的设计,也可以以最小的空间要求容纳容器。为了获得良好的机械稳定性,两个容器必须相互连接,并通过连接元件(如带子、螺钉等)连接到支撑结构。这导致组装时间增加,在有时难以到达的工作环境中有更多的步骤。
[0004] 德国专利申请DE 10 2013 011 342 A1公开了一种将油箱连接到车辆的方法,方法是设计带有穿过油箱的套筒的油箱。该套筒中有一个螺钉,用于将油箱连接到车辆的支撑结构上。套筒还充当油箱与螺钉和支撑结构的接触区域。这提供了一种将单个容器安装到车辆上的有用方法。但是,如果两个容器必须连接到车辆上,那么使用所公开的布置,两个容器之间的排列可能会很复杂。将容器的两个套筒相互调整既困难又耗时。这是一个缺点,因为它延长了组装过程。
[0005] 另一项德国专利申请DE102013105884 A1公开了一种具有两个箱(一个油箱和一个用于尿素溶液的辅助箱)的农用车辆,其中这两个箱被构造为具有两个腔室的一个整体部件。制造组合箱的方法很复杂,损坏其中一个箱室需要更换整个箱组件。
[0006] 欧洲专利申请EP 2 058 161 A1公开了一种用于多功能车的油箱,由此该油箱包括一个凹槽,用于将用于尿素溶液的辅助箱连接到该油箱。辅助箱通过拧紧、焊接或粘合固定连接到油箱的周围壁。这种布置的缺点是辅助箱的体积受到第一箱的凹槽的限制。此外,将辅助箱连接到主油箱需要许多步骤,因此非常耗时。
[0007] 本发明的目的是提供一种容器系统,该系统克服或至少减轻已知容器系统的一个或多个缺点。
[0008] 本发明的目的是提供一种易于组装的用于单独储存两种流体的容器系统。
[0009] 本发明的目的还包括提供一种将两个单独的容器体连接在一起的布置,该装置克服或至少减轻了已知连接装置的至少一个缺点。
[0010] 本发明的目的还在于提供一种替代装置,用于将一对容器安装到支撑结构上,其克服或至少减轻已知安装装置的缺点。
具体实施方式
[0041] 图1示出了农业机械2,特别是拖拉机的形式。拖拉机2包括底盘4、驾驶室6、前桥8、后桥10和容器系统11,所述容器系统包括用于燃料的第一容器体12和用于燃料添加剂(如尿素溶液)的第二容器体(14,见图2)。第一和第二容器体12、14也可称为箱,例如主油箱和辅助燃油添加剂箱。
[0042] 术语“农业机械”意在涵盖自行式农用车辆,例如拖拉机、联合收割机和饲料收割机等。该术语还包括非自行式但可能具有内燃机的农业机械,因此需要用于燃料和燃料添加剂的双箱系统。然而,可以理解的是,本发明可以适于与其他类型的车辆一起使用。实际上,应该注意的是,本发明不限于为燃料和燃料添加剂提供双箱系统,并且根据本发明的容器系统11可以采用任何需要提供两个容器的地方,该容器限定了彼此相邻的单独的内部容积以保持单独体积的流体或其他可流动材料。
[0043] 第一和第二容器体12、14是独立的主体,各自分别限定用于容纳流体的内部容积,在这种情况下分别为燃料和燃料添加剂。第一和第二容器体12、14连接在一起以形成容器子组件16,并使用连接器装置20安装在拖拉机的支撑结构18上。
[0044] 图2是两个容器体12、14连接在一起的容器子组件16从上方的视图。第二容器体14小于第一容器体12,并且容器体具有互补的外部轮廓,使得两个容器体靠近地放置在一起,它们之间的空间最小。这减少了两个容器体12、14所占用的总体积,并在容器体之间形成易于组装的稳定连接。
[0045] 在本实施例中,第二容器体14位于第一容器体12和附装有容器子组件16的拖拉机的支撑结构18(如图5所示)之间。第一容器体12具有第一入口22,通过该入口可以将流体引入到第一容器体12的内部容积中。第一容器体12还具有第二入口24,其通过管道(未示出)与第二容器体14的内部容积流体连接,该管道穿过第一容器体12的内部容积,但不流体地连接到第一容器体的内部容积。这允许两个入口22、24彼此靠近定位,以便其易于接近以进行补充,同时保持燃料和添加剂分离。
[0046] 图3至图5更详细地说明了第一和第二容器体12、14如何连接在一起以形成容器子组件16,以及如何使用连接器装置20将子组件固定到拖拉机的支撑结构18上。支撑结构18可以是拖拉机的任何方便部件,容器子组件16可以牢固地连接到该部件上。它可以是底盘4的一部分或连接到底盘4的框架。
[0047] 连接器装置20包括两部分:连接器26,其将容器体保持在一起以形成容器子组件16;和紧固件28,其将连接器26以及因此容器子组件固定到支撑结构18。
[0048] 连接器26是空心螺钉的形式,具有轴26a、在轴的一端处的头部或向外定向的径向法兰26b和在轴26a的外表面上在一区域中的外螺纹结构26c,该区域靠近在头部26b的远侧的轴的另一端。连接器26的轴26a通过分别由第一和第二容器体12、14限定的对准的外部连接器通道30、32插入。空心连接器26限定中心孔或贯通通道26e,其纵向延伸穿过连接器,以使紧固件28能够如下所述详细描述的通过连接器插入。为免生疑问,应当理解,此处使用的“通孔”一词意在涵盖完全穿过主体的任何空腔、通道或孔,而不论其如何生产,例如,应解释为覆盖在模制部件时产生的贯通通道。
[0049] 连接器通道30、32以管状隧道的形式延伸穿过它们各自容器体的在间隔壁之间的区域。连接器通道30、32与它们各自的容器体12、14的内部容积流体隔离,但在两端向外部开放。第一容器体12的第一连接器通道30由第一体34的基本圆柱形管状部分34限定,其在入口端处的第一容器体12的第一壁36与在出口端处的第一容器体12的第二壁38之间延伸。由第二容器体14限定的第二连接器通道32由第二容器体40的圆锥形管状部分40限定,其在入口端处的第二容器体14的第一壁42与在出口端处的第二容器体14的第二壁44之间延伸。
圆锥形管状部分40从其入口端到其出口端渐缩。
[0050] 所述连接器通道30、32是细长的,各自具有纵轴线。当第一和第二容器体被定位以组装在一起以形成容器子组件时,第一和第二连接器通道30、32同轴对准,使得连接器的轴26a可以通过第一连接器通道30插入到第二连接器通道32中。第一容器体12的第一壁36限定凹槽46,其具有围绕第一连接器通道30的入口的平面壁区域或底部48,并且其垂直于连接器通道30的轴线而延伸。第二容器14的第一壁42在第二连接通道32的入口周围限定环形凸台50,并且其朝向第一容器体12的相对的第二壁38突出以形成第一接触区域52。
[0051] 连接器轴26a的外螺纹结构26c被布置成与设置在圆锥管40的内表面上的相应内螺纹结构40a接合,朝向第二连接器通道32的出口端。第二连接器通道32的渐缩圆锥形使得轴26b更容易插入到第二连接器通道32中并且外部外螺纹结构26c与内螺纹结构40a接合。
[0052] 为了将两个容器体12、14连接在一起以形成容器子组件16,将它们以正确的对准方式彼此相邻放置以组装在一起以形成子组件16,其中第一和第二连接器通道30、32同轴对准。连接器26a的轴26a通过第一连接器通道30的入口端插入,通过第一连接器通道并通过其入口端进入第二连接器通道32。一旦轴插入足够远,相应的螺纹结构26c,40a接合。在此阶段,连接器的头部26b位于凹槽46中并且连接器被拧入内螺纹结构40a,直到头部与凹槽的底部48接合。然后连接器26进一步拧紧以便将两个容器体12、14夹在一起,其中第一容器体14的第一壁42的环形凸台50抵接第一容器体12的第二壁38。一旦连接器26完全拧紧,两个容器体12、14通过连接器26牢固地相互连接,以构成容器子组件16。
[0053] 连接器的头部26b设置有驱动结构26d,其可通过工具接合以紧固连接器26并将容器体12、14夹紧在一起。如图6所示,头部的外部外围可以设置两个或多个扁平部分,并且可以是六边形的,以便可以通过合适的工具(例如扳手、扳钳或套筒)接合。应理解,可以使用其他驱动结构。例如,头部26b可以设置有多边形套筒,用于通过扳手接合,例如六角扳手。如图5和图6所示,连接器轴26a的远端在完全插入时可以伸出第二容器体14之外,并且连接器轴26a的远端还可以设置有驱动结构54,其可通过合适的工具接合以旋转连接器26。驱动结构54可以,例如,以六边形外部轮廓的形式,以可由合适的扳手、扳钳或套筒接合,以便连接器26可以使用工具从任一端旋转。在头部端处难以接近连接器的情况下,这可能是有利的。
[0054] 为了在其组装状态下进一步支撑容器体12、14,容器体12、14的外部可以轮廓化以提供一个或多个相应的特征,当容器体12、14组装在一起以提供额外的稳定性时,这些特征接合或以其他方式配合。例如,如图4所示,容器体中的一个,在本例中为第一容器体12,可以被设计轮廓以限定突起56,其与由另一个容器体(在这种情况下为第二容器体14)限定的相应形状的凹槽58紧密配合。突起56和凹槽58可以被成形和配置为抵抗容器体绕连接器26的轴线的相对旋转。例如,突起56和凹槽58可以在横向横截面上具有互补的多边形形状,其可以是例如三角形或正方形。可以理解的是,突起可以由第二容器体14提供,凹槽可以由第一容器体12提供。还可以理解的是,可以提供不止一套相应的特征。
[0055] 除了围绕第二通道的入口的凸台50之外,第二容器的第一壁42和/或第一容器体12的第二壁可以被设计轮廓,以提供多个其它凸台或凸起50a,其当容器体12、14个夹紧在一起时抵接另一容器体14的相对壁。凸台50、50a限定了接触区域52,其中容器的相对壁彼此抵接以提供稳定性。在接触区域52之间,相对的壁限定了非接触区域60,在非接触区域中即使当两个容器体12、14被夹紧在一起时,所述相对的壁也间隔开。在相对的壁在非接触区域60中间隔开的位置处,间隙用作补偿区域以允许容器壁的压力变形,并用作两个容器体
12、14之间的隔热层。
[0056] 虽然在连接轴26a和第二连接器通道的壁40上的相应螺纹26c、40a提供了一种方便方式以使连接轴26a与第二容器体14接合以将容器体12、14夹紧在一起,但也可以使用替代类型的互补旋转紧固结构,其可接合以使连接器26能够扭曲以将容器体12、14夹紧在一起。例如,外螺纹结构可以设置在管40上,内螺纹结构设置在连接轴26a上。在另一替代方案中,连接轴26a和管40可以使用卡口或其它扭锁装置互锁。还应该注意的是,虽然使用圆锥管40形成第二连接器通道32很方便,但管40不必是圆锥形的,只要它是渐缩的或其他形状的,以使连接器轴26a的螺纹端穿入第二连接器通道32并与管40的内表面上的相应螺纹40a接合即可。
[0057] 子组件26包括第一和第二容器体12、14,其通过连接器26夹紧在一起,形成易于处理、储存和运输的稳定结构。可设想,容器体12、14和连接器26将由供应商制造和组装在一起以形成容器子组件16,并运输到不同的工厂以组装到农业机械2或其它车辆上。
[0058] 紧固件28用于将容器子组件16固定到支撑结构18上。紧固件是细长螺钉或螺栓的形式,其具有轴28a、在轴的一端处的头部部分或向外定向的径向法兰28b和外螺纹结构28c,所述外螺纹结构限定在轴28a的外表面上,朝向其自由端,在头部28b的远侧。为了将容器子组件16组装到支撑结构18上,该子组件16被定位在与支撑结构18相邻的所需位置,其中连接器的中心通孔或通道26e与具有相应内螺纹结构的孔口或孔的安装结构62同轴对准。紧固件轴28a的自由端通过连接器26的中心通道26e插入,直到轴28a的自由端位于安装结构中并且相应的螺纹结构接合为止。在该位置,紧固件28的头部28b位于凹槽46内,靠近并覆盖连接器26的头部26b。紧固件28被拧入安装结构62中,直到其头部28b与连接器26的头部26b接合。紧固件被进一步拧紧,直到连接器26牢固地夹在紧固件28b的头部和安装结构62之间。这将容器子组件16固定到支撑结构18上。连接轴26a的自由端和安装结构62处的相对面可以具有相应的部分球形轮廓,以确保当紧固件28拧紧时,连接器26与安装结构62正确对准。在该实施例中,安装结构62设置在安装支架64上,该安装支架64连接到拖拉机的结构框架上以形成支撑结构18的一部分。安装结构62可以以固定螺母等的形式牢固地固定在安装支架64上。
[0059] 需要注意的是,当紧固件28被拧紧时,夹紧载荷由连接器26而不是容器体12、14承担。这有助于降低例如通过过度拧紧紧固件28而损坏容器体12、14的风险,并使容器子组件16与支撑结构18的组装更简单和更容易,因为装配者不必担心损坏容器体12、14的风险。
[0060] 连接器26可以由任何合适的材料制成,前提是它在其纵向/轴向上的压缩和拉伸方面具有足够的刚性,以便能够将两个容器体12、14夹紧在一起并且本身被夹紧到支撑结构18上而不会明显变形。在实施例中,连接器26由聚合物材料模制而成。
[0061] 紧固件28的头部28b可以设置有驱动结构28d,其可由合适的工具接合,以便该工具可用于旋转和拧紧紧固件28。如图所示,轴28a和头部28b可以是单独的部件,并且头部通过螺母66固定到轴28a的端部,螺母66与轴的端部上的外螺纹接合以将头部夹紧在轴上的轴肩上。在这种情况下,螺母66还可以用作驱动结构,将紧固件拧入安装结构62中。然而,可以理解的是,情况不必如此,紧固件的头部和轴可以形成为一个整体部件,并且可以采用其他合适的驱动结构。
[0062] 紧固件28可以由任何合适的材料制成。在实施例中,紧固件28由金属材料如钢或铝制成。
[0063] 应当理解,这里描述的本发明不限于使用一种连接器装置来将容器体12、14固定在一起。多个连接器26可用于将容器体12、14相互连接,其中相应的连接器通道30、32在第一和第二容器体12、14中。在这种情况下,部分或全部连接器26可以与紧固件28组合,以在多个位置处将容器子组件16固定到支撑结构18。虽然已经针对至少一个实施例对本发明进行了描述,但本发明可以在此公开的精神和范围内进一步修改。例如,紧固件28可以采取其它形式,并且紧固件28与安装结构62的接合可以使用替代的旋转连接来替代外螺纹和内螺纹,例如卡口或替代的扭合连接。因此,本申请旨在使用其一般原则涵盖本发明的任何变化、使用或改编。此外,本申请旨在涵盖与本公开的背离,这些偏离属于本发明所属领域的已知或习惯实践,并且属于所附权利要求的限制。