与车辆的液体容器一起使用的设备和所述液体容器的安装方法

摘要

本发明涉及一种用于重型车辆的液体箱，所述的液体箱适合于通过至少一个支承支架紧固到车辆框架，该至少一个支承支架具有布置为靠着所述的液体箱承载且定位接触的成形表面，该箱包括两个端面部分和在端面部分之间延伸的带有非对称截面的壳部分。箱包括面向车辆框架的第一成形部分，第一成形部分布置为靠着支承支架的第一成形表面承载接触；部分地在所述的框架下方延伸的第二成形部分，第二成形部分布置为相对于支承支架的第二成形表面定位箱；和远离车辆框架的大体上矩形的第三部分，且通过至少一个夹紧装置将箱紧固到支架。本发明也涉及用于支承这样的箱的支架。

说明书

技术领域

本发明涉及与用于车辆的液体箱一起使用的设备，特别是用于将液体箱支承和固定在车辆上的设备，该设备具有至少一个固定到车辆的支承支架的形式且设置有用于将箱定位且固定到支承支架的构件，且涉及具有便于将箱安装和固定到支承支架的定位构件的箱。

背景技术

用于重型车辆的液体箱，特别是用于重载货车的燃料箱等通常构造为大体上圆柱形形式，具有两个端面和中间壳表面。在市场上存在两个主要类型的箱，一种具有圆形截面，在后文中称为圆形箱，且另一种具有矩形柱形，在后文中称为矩形箱。另外，替代类型的箱形成为圆形箱和矩形箱的组合，从而导致非对称的或D形的截面。

圆形箱的一个优点是由于其圆形的箱底形状，它具有最小的残余液体体积，由于箱的抽吸管的必须在距离箱的底部一定距离处定位的结果导致最小的残余液体体积即不能抽出箱的液体。圆形箱的进一步的优点是它通过两个相对的紧凑和节约重量的支撑支架紧固到车辆框架。此类型的支架由于设计为具有部分圆形的用于箱的支撑表面的垂直托架(cradle)而提供了良好的离地间隙。支承支架提供有用于带的固定件，通过该固定件促使圆形箱靠着支承支架的托架。

圆形箱的缺点是它们提供了较小的液体容量。它们也可能具有相对于固定设备旋转的风险，因此在箱的配件上生成了应力，例如用于将管连接到箱的连接元件。由于箱的圆形形状，这些箱在安装到车辆期间不要求特殊的定位，这是因为它们可以在夹紧到位前容易地旋转到准确位置。

用于支承箱的一个广泛采用的解决方法，特别是用于重型汽车的解决方法是利用L形支承支架。此支架到达箱下方且与紧固到支承支架外端的带配合，且支承支架与支架一起包围了箱以将箱固定到支架。在此情况中，箱通常是矩形的，带有略微圆形的角部。在支承支架的此类型中，到达箱下方的部分要求垂直方向上的空间，这意味着用于箱和支架的总空间不能为存储液体的目的而有效地被利用，因为离地间隙的要求限制了向下的空间。带有矩形箱的一个优点是，正是由于其矩形形状，在行驶期间箱不具有在其紧固中旋转的倾向。

进一步的解决方法通过其中箱的支撑在固定到车辆的支架上的部分具有圆柱形、椭圆形或类似的圆形形状的非对称的例如D形箱而形成。这些实施例在下文中称为“部分圆形”。这样的箱能够结合以上所述的箱的优点。由于其横向于车辆的纵向轴线的延伸，当箱安装时必须精确地定位且必须夹紧到位，使得箱不能在任何方向上转动或旋转，这是因为与支架相关的小转动可能产生箱的外端的相对地大的位移。

本发明意图于提供用于车辆的液体箱的改进的紧固设备，该紧固设备将简化箱到车辆上的支架的安装和固定。本发明进一步意图于提供能使液体存储可利用体积最大化的箱。

发明内容

本发明的目的是提供用于与液体箱一起使用的紧固设备，该设备允许对用于存储液体的可利用空间的使用最大化。进一步的目的是提供允许将液体箱容易地安装且随后保持牢固地固定在预先确定的位置的紧固设备。箱优选地但不必需地用于一些形式的用于车辆发动机或辅助发动机的推进物，用于废气后处理的尿素，水或其他液体。

以上目的通过如在权利要求1中要求的液体箱和例如在权利要求10中要求的用于这样的箱的紧固设备实现。

根据优选实施例，本发明涉及用于重型车辆的液体箱，适合于通过至少一个支承支架紧固到车辆框架，所述至少一个支承支架具有适合用于靠着所述的液体箱的承载和定位接触的成形表面，该液体箱包括两个端面部分和在两个端面部分之间延伸的带有非对称截面的壳体部分。箱可以包括：面向车辆框架的第一成形部分，所述的第一成形部分布置为用于靠着支承支架的第一成形表面的承载接触；部分地在所述的框架下方延伸的第二成形部分，所述的第二成形部分布置为将箱相对于支承支架的第二成形表面定位；和远离车辆框架的大体上矩形的第三部分。在此情况中，术语“大体上”矩形意图于包括从带有或不带有圆角的标准矩形形状到具有圆角和弯曲的外侧表面的一般矩形形状的范围。箱可以通过至少一个夹紧装置紧固到支承支架。

箱的第一成形部分可以具有布置为承受在箱和支承支架的第一成形表面之间的大体上水平载荷的上部分。另外，箱的第一成形部分可以具有布置为承受在箱和支承支架的第一成形表面之间的大体上垂直的载荷的下部分。

箱的成形部分布置为大体上符合支承支架上的配合接触表面。这可以通过为箱提供有凹陷来实现，所述的凹陷的形状与支承支架的外部分和/或下部分的至少部分的形状大体上相同。在箱内的凹陷可以至少沿支承支架的水平延伸部而延伸。在要求用于与支架进行载荷支撑接触的凹陷的任一侧上，箱可以紧靠框架附近但不与框架接触地延伸。凹陷的垂直延伸部也通过支承支架的形状来确定。

根据进一步的实施例，箱的第一成形部分可以具有设置有凹痕的下部分，凹痕相对于所述的凹陷延伸到箱内一另外的距离，以用于与在支承支架的第一成形部分的至少下部分上的相应的突出部配合。

凹陷和凹痕可以在箱的制造期间成形，例如通过塑料箱的注模而成形。可替代地，凹陷可以在箱的制造期间制成，而凹痕可以随后成形，例如通过具有支承支架的基本形状的加热工具成形。

在此上下文中，例如“内部”或“向着”和“外部”或“远离”的术语应解释为相对于箱接附到其上的车辆框架的方向。框架可以包括梁，所述的梁具有C轮廓形式的截面，封闭轮廓的截面，或具有大体上垂直部分或远离通过车辆的纵向轴线的表面和大体上水平的下部分或表面的任何其他合适的轮廓的截面。

箱的部分地在所述的框架下方延伸的第二成形部分可以布置为将箱相对于支承支架的第二成形表面定位。这可以通过为箱提供以面向在支承支架上相应地成形的下表面的大体上水平或略微弯曲的表面实现。这些相应的表面不要求承受任何涉及箱的重量的明显的力，因为它们的主要功能是在安装期间将箱定位且防止箱在夹紧到支承支架时旋转。在支承支架的下方和任一侧上，箱可以在所述的框架下方延伸到限定了框架的内部纵向表面的或限定了形成框架的轮廓的垂直平面。

为在箱夹紧到支架时防止箱变形或弯曲，箱提供有大体上垂直的支承壁，支承壁围绕箱的内部圆周的邻近每个支架的至少部分。此方式也可以用于防止液体在箱的端部之间晃动。径向壁的到箱内的延伸可以围绕箱的圆周变化。例如，邻近箱的下部部分，壁可以相对地低或提供有缝隙，以允许液体流向延伸到箱内的抽吸管道。抽吸管道的下端优选地位于箱的最低点处，以允许移除最大体积的液体。箱的最低点可以位于箱内的凹陷内，该凹陷可以在箱的下表面的主体部分下方延伸。

箱通过夹紧装置紧固到支架，夹紧装置接附到支承支架且围绕箱的外部圆周延伸。

夹紧装置可以是柔性钢带或类似的合适的装置。用于夹紧装置的接附点可以设置在支承支架的上部部分上或邻近该上部部分，例如支承支架的第一成形部分的上部部分，且设置在支承支架的下部部分上或邻近该下部部分，例如支承支架的第二成形表面的内部部分。

可替代地，箱可以通过第一夹紧装置紧固到支架，第一夹紧装置在箱的上方从支承支架的上部部分延伸到箱的大体上矩形的部分的下部角部。第二夹紧装置可以设置为在箱的下方从支承支架的下部部分延伸到大体上矩形的第三部分的下部角部。

为定位夹紧装置，用于所述的装置的凹陷可以设置为邻近箱的大体上矩形的部分的上部或下部外部角部的至少一个。这样的定位装置防止箱在安装和固定后在其纵向轴线方向上的移动。

本发明进一步涉及用于将液体箱支承在用于重型车辆的框架上的紧固设备，该紧固设备包括至少一个支承支架，所述的支承支架具有成形表面，该成形表面布置为用于靠着所述的液体箱承载和定位接触，该箱包括两个端面部分和在端面部分之间延伸的带有非对称截面的壳部分，如以上所述。支承支架可以接附到车辆框架的大体上垂直的表面且可以包括第一成形部分。第一部分可以布置为用于靠着箱的第一成形表面承载和接触。支承支架可以与所述的框架的下表面接触且可以包括第二成形表面，第二成形表面布置为部分地在框架下方延伸且将箱相对于箱的第二成形部分定位。接附装置可以设置为用于通过至少一个夹紧装置而将箱紧固到支架。

支承支架的第一成形部分可以具有布置为支承大体上在支承支架和箱的第一成形表面之间的水平载荷的上部部分。支承支架的第一成形部分的上部部分可以大体上平行于框架或远离框架向下成角度。替代地，上部部分可以向下且向框架向着上部部分和下部部分之间的过渡点弯曲短的距离。在此点处，支承支架具有在相对于框架的纵向方向成直角的垂直的平面内最小的截面厚度。

支承支架的第一成形部分可以进一步具有布置为支承在支承支架和箱的第一成形表面之间的大体上垂直的载荷的下部部分。至少此下部部分可以布置为延伸到箱内的相应的凹陷内。支承支架的第一成形部分的下部部分能以30°至50°的角度向下成角度且远离框架。替代地，下部部分可以在相对于框架的纵向方向成直角的垂直平面内向下弯曲且远离框架，达到所述的30°至50°的间隔内的角度。

支承支架的第二成形部分可以布置为至少部分地在所述的框架下方延伸，与框架接触且可以布置为将箱相对于箱的第二成形表面定位。为防止当安装时擦破或损坏箱，可以在支承支架的第一成形部分和第二成形部分之间提供圆的或弯曲的过渡部分。

根据进一步的实施例，支承支架的第一成形部分具有下部部分，该下部部分设置有用于与箱内的相应的凹痕配合的突出部。此凹痕可以相对于凹陷延伸到箱内进一步的距离。突出部优选地但非必需地位于第一和第二成形部分之间的过渡部分上方。

通过为液体箱提供有邻近车辆的框架上的每个支承支架的成形的承载表面，所述的支架可以制成为相对地小和紧凑。因为支承支架仅从框架的侧表面和下部表面延伸相对地短的距离，所以所述的框架在液体箱的体积容量上施加了最小的限制。以此方式，通过允许单一的均匀的箱顺应框架的侧表面和下表面的外部轮廓且在车辆框架的至少部分下方延伸，该箱的体积可以被最大化。此布置允许液体箱的容量与具有沿车辆框架的相同的纵向延伸的标准的D形箱相比增加25％。

支承支架的第一成形部分可以接附到框架的大体上垂直的部分。接附可以通过任何合适的装置实现，例如螺栓和螺母连接、铆接或焊接。

支承支架的第二成形部分优选地但非必需地靠着框架的下表面安放。替代地，第二成形部分可以接附到框架的下部大体上水平的部分。接附可以通过以上列出的装置实现，或通过将支承支架的内部部分接附或钩在框架的下部大体上水平的部分的内壁边沿内而实现。

使用一个或多个与用于将箱紧固到车辆的支承支架配合的柔性夹紧元件来安装根据本发明的液体箱可以按如下描述实现。在将支承支架接附到框架上后，箱被提升为靠着支承支架的第一成形部分支撑接触。箱然后向内且向上绕沿所述的第一成形部分的纵向轴线转动，直至箱的第二成形部分与支承支架的相应的第二成形部分接合，以将箱定位在预先确定的位置处。最后，夹紧元件紧固到每个支承支架且围绕箱紧固。为防止当夹紧元件接附时箱塌溃，箱可以设置有内部支承壁。这样的支承壁优选地但非必需地布置为邻近至少每个支承支架设置的大体上垂直的壁。这些壁也可以用作箱内的挡板，以防止流体在箱的端部之间晃动。同时，壁不应妨碍液体流向箱的最低点。此类型的支承壁可以包括坚固的垂直壁，该垂直壁具有在多个合适的位置处的开口，或支承壁可以具有从箱的内部外周表面的变化的延伸的肋或壁的形状。

替代地，支承支架可以提前紧固到箱，由此，已组装的箱和支架可由在预先确定的位置处作为一个单元安装在框架上。

如果定位构件的尺寸合适，则箱可以仅使用一个这样的构件定位且固定。然而，支承支架的个数取决于箱的尺寸和位置。例如，两个或三个支承支架通常用于接附例如卡车的商用车辆的燃料箱。

附图说明

本发明将在下文中通过示例性实施例参考附带的示意性附图更详细地描述，各图为：

图1示出了根据本发明的安装在车辆上的箱；

图2示出了根据本发明的第一实施例的一个可能的箱构造的透视图；

图3示出了根据图2的液体箱的端视图，其中箱示出为通过支承支架和带紧固到车辆框架；

图4示出了在图1中示出的箱的示意性截面；

图5示出了根据本发明的多个替代性支承支架的侧视图；

图6示出了根据本发明的多个替代性支承支架的俯视图；

图7示出了根据本发明的用于支承支架上的带的接附装置；和

图8示出了如在图7中示出的带之间的接附装置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的安装在车辆2上的箱1。虽然车辆示出为前舱类型的具有位于发动机(未示出)上方的驾驶员舱3的车辆，但箱构造不限制于此类型的车辆。箱1通过接附装置安装到框架4，框架4包括一对纵向U形梁，所述的接附装置包括接附到一对连接到车辆的一侧或两侧上的大体上垂直的外部表面的三个支承支架的柔性带5、5′、5″。带的布置将进一步结合图3在下文中描述。在此实施例中，箱1位于车辆上的后轮6和前轮7之间。

图2示出了根据本发明的第一实施例的一个可能的箱构造的透视图。为清晰起见由虚线指示的箱1通过三个支承支架8、8′、8″紧固到具有纵向梁4′的形式的车辆框架4(见图1)的一部分。每个支承支架8、8′、8″设置有柔性带5、5′、5″，这些带接附到支承支架8、8′、8″的上部分和下部分且围绕箱的外周延伸以将箱保持到位。围绕箱的带的接附、张紧和夹紧将在下文中进一步详细描述。

支承支架8、8′、8″每个包括大体上L形的接附部分9、9′、9″，接附部分9、9′、9″具有与梁4′的大体上垂直的且下部大体上水平的表面接触的后表面。接附部分9、9′、9″在框架的纵向方向上的宽度大于支承支架8、8′、8″的与箱接触的前表面的宽度。每个支承支架8、8′、8″的从所述的接附部分9、9′、9″延伸开的前表面具有布置为载荷支撑和定位的与成形部分接触的成形表面10，或延伸到箱1内的凹陷11。此凹陷11在图2的局部视图中示出，图中示出了箱1的后部分。在图2中，箱1由虚线指示，包括两个端面部分13、13′和在它们之间延伸的带有非对称截面的壳部分14。箱1的远离车辆框架的部分具有大体上矩形的截面(见图3)。邻近每个支承支架8、8′、8″，箱1设置有面向梁4′的所述的凹陷11。凹陷11的形状符合支承支架8、8′、8″的外成形表面，如通过箱1的部分截面指示，图中示出了邻近每个支承支架8、8′、8″及其相关的带5、5′、5″的箱的外周形状。箱内的凹陷11的形状和支承支架的外成形表面10将结合图3至图6在下文中进一步详细描述。箱1的上表面设置有填充管15和用于连接从箱抽取燃料的燃料管道的接附件(未示出)。

图3示出了根据图2的箱1的端视图，其中箱1通过支承支架8和柔性带5紧固到梁4′。为清晰的原因，在随后的文字中将只描述一个接附装置。箱内的凹陷11具有前表面12，前表面12布置为用于靠着支承支架8的第一成形表面16、17的载荷支撑接触。此第一表面包括上接触表面16，上接触表面16吸收了由通过带5施加在箱1上的力所导致的力的水平分量的部分。上接触表面16大体上平行于梁4′的垂直部分。第一表面也包括下接触表面17，下接触表面17吸收了由箱1的重量导致的力的垂直分量，和由带5施加在箱1上的力的水平分量的剩余部分。下接触表面17向下成角度且离开梁4′的垂直部分。支承支架8的第二成形表面包括定位表面18，定位表面18在梁4′下方且大体上平行于梁4′延伸，定位表面18布置为通过凹陷11的下部分19和支承支架8的定位表面18之间的配合来定位箱1。支承支架8通过螺栓接头20接附到梁4′，螺栓接头20穿过在接附部分9的垂直部分内的孔，接附部分9在支承支架8的成形表面10的任一侧上。在图3中，截面区A示意性地指示了通过允许箱1在梁4′下方延伸而可利用的另外的箱体积。在下部通过的保护设备21布置为邻近箱1的外表面且在箱的任一端接附到梁4′。

图4示出了如在图1中示出的箱的示意性截面。支承支架8和配合凹陷11已参考图3在以上描述，且使用相同的参考数字指示。将箱1接附到支承支架8的柔性带5包括一对上带5a和下带5b，其中各带5a、5b的一个端部接附到支承支架8，而所述的带的相对端通过邻近箱1的外侧下部角部的夹紧设备22连接。一对带5a、5b的接附参考图7和图8在下文中描述。图4也示出了箱如何可设置有至少一个内部支承壁23的例子。在此例子中，这样的支承壁布置为邻近支承支架8、8′、8″的每个的大体上垂直的壁。支承壁23也可以作为在箱内设置有多个第一开口24的隔板，以防止液体在箱的端部之间晃动。在此例子中示出了三个相同的开口，但孔或开口的个数和尺寸可以自由变化。同时，支承壁在箱的底部处具有进一步的开口25，从而允许液体向形成在箱1的最下点的凹陷26流动。

图5A至图5E示出了根据本发明的多个替代的支承支架的视图。图5A示出了如在图2至图3中描述的支承支架8，支承支架8具有大体上平行于梁4′的上接触表面16，和向下成角度且离开梁4′的垂直部分的下接触表面17。下接触表面17在弯曲以遇到支承支架8的定位表面18之前可以相对于水平面成30°至50°的角度α定位。在此实施例中，定位表面18大体上平行于梁4′的下水平部分。上接触表面和下接触表面的形状可以在形状和尺寸上被改造。这样的改造包括使支承支架与箱的形状对应，和/或限定支承支架的高度和宽度，和/或限定下接触表面的对于预先确定尺寸的箱的角度α或曲率。

图5B示出了如在图5A中描述的支承支架8，但支承支架8具有相对于梁4′向内弯曲且向下弯曲的定位表面18。图5C示出了如在图5A中描述的支承支架8，但支承支架8具有围绕梁4′的下水平部分的内边沿钩住的L形接附部分9的部分。图5D示出了如在图5A中描述的支承支架8，但支承支架8具有相对于梁4′的垂直部分向内且向下弯曲的上接触表面16。上接触表面16的弯曲以平滑的过度继续到下接触表面17。图5E具有上接触表面16和下接触表面17，如在图5D中示出，但带有相对于梁4′向内且向下弯曲的定位表面18，如在图5B中示出。以上的例子指示了支承支架8的第一和第二成形表面16、17；18的一般形状可以自由地在本发明的范围内变化。

图6A至图6C示出了根据本发明的多个替代支承支架的俯视图。图6A示出了如在图2至图3中描述的支承支架8，支承支架具有上接触表面16和下接触表面17以及接附部分9，接附部分9在支承支架8的任一侧上水平地向外延伸。在图6A中，下接触表面17的外轮廓具有大体上矩形的形状，形状带有圆形角部以避免在支承支架8和箱之间的擦破。在图6B中，下接触表面17的外轮廓具有大体上半圆形的形状，而图6C示出了具有组合的圆形和三角形形状的轮廓。以上的例子可以与图5A至图5E的实施例中的任何实施例组合，以形成合适的支承支架8。

图7示出了用于将一对带5a、5b接附在根据本发明的支承支架8上的接附装置。支承支架8的位于上接触表面16上方的上部分30设置有凹陷31，凹陷31在所述的上部分30的上表面和外表面内。通过支承支架8的上部分30和凹陷31在平行于梁4′的方向上(见图2)设置了通孔32，支承支架8接附到该梁4′上。上柔性带5a通过放置在凹陷31内形成了环形的折叠的端部部分5c且将锁定销33插入通过通孔32、凹陷31和折叠端部部分5c而接附到支承支架8。为将锁定销33固定到位，弹簧夹34插入孔，该孔穿过邻近在上部分30的任一侧上的侧表面的锁定销33的任一端。

类似地，第二凹陷35设置到邻近定位表面18的内端的支承支架8的内端部分36内。通孔37设置为在平行于梁4′的方向上穿过支承支架8的内端部分36和凹陷31。下柔性带5b通过放置在凹陷35内形成了环的折叠端部部分5d且插入锁定销38穿过通孔37、凹陷35和折叠端部5d而接附到支承支架8。为将锁定销38固定到位，弹簧夹39穿过孔插入，该孔穿过邻近内端部分36的任一侧上的侧表面的锁定销38的任一端。

图8示出了如在图7中示出的带之间的接附装置。

如在图7中示出的将箱1接附到支承支架8的柔性带包括一对上带5a和下带5b，其中各带5a、5b的一个端部接附到支承支架8，而所述的带的相对端通过邻近箱1的外部下方角部的夹紧设备22连接。上带和下带的每端具有折叠的端部部分5e、5f，从而形成了在各带的主方向上带有中心槽的环。在接附到支承支架8后，折叠端部部分5e、5f在箱1的外部下方角部处相互邻近定位。夹紧设备22包括第一销40和第二销41，它们插入到各折叠端部5e、5f的环内。螺钉42插入穿过第一销40内的孔且延伸到第二销41内的螺纹孔内。通过紧固螺钉42，折叠端部部分5e、5f拉到一起，且箱1夹紧到支承支架8上。

本发明不限制于以上例子，而是可以在本发明权利要求的范围内自由变化。