FR3027627B1 - Module de reservoir de liquide notamment pour du liquide reducteur de gaz d'echappement - Google Patents

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Abstract

Module de réservoir de liquide pour un agent liquide réducteur de gaz d'échappement. Le module a un élément de support (3) pour soutenir un élément de filtre et un élément chauffant (6) pour chauffer le liquide du réservoir. L'élément chauffant (6) est intégré directement dans l'élément de support (3).

Description

Domaine de l’invention
La présente invention se rapporte à un module pour un réservoir de liquide, notamment pour recevoir un agent liquide réducteur de gaz d’échappement ayant un élément de support portant au moins un élément de filtre et au moins un élément chauffant pour chauffer le liquide du réservoir. L’invention se rapporte notamment à un dispositif pour chauffer un liquide, notamment un agent réducteur dans un véhicule équipé d’un moteur à combustion interne, notamment d’un moteur diesel. L’invention se rapporte également à un procédé de fabrication d’un tel module de réservoir.
Etat de la technique
Pour éliminer les oxydes d’azote des gaz d’échappement émis par les moteurs diesel on utilise la technique SCR (réduction catalytique sélective) avec un agent réducteur contenant de l’urée. Pour cela on a développé des systèmes permettant de respecter les règles imposées aux gaz d’échappement. Ainsi on ajoute de façon définie une solution aqueuse d’urée telle que par exemple la solution ("AdBlue®") dans la conduite des gaz d’échappement pour assurer cette réduction à l’aide d’un catalyseur SCR.
Comme la solution aqueuse d’urée gèle à une température de -11°C il faut chauffer l’agent réducteur contenu dans le réservoir pour qu’il soit utilisable à des températures basses et soit toujours à l’état liquide. Différents dispositifs existent pour cela.
But de l’invention
La présente invention a pour but de développer un module de réservoir dont le nombre de composants et le coût de fabrication soit réduits tout en offrant une meilleure efficacité de chauffage.
Exposé et avantages de l’invention A cet effet, la présente invention a pour objet un module de réservoir pour un réservoir de liquide, notamment pour recevoir un agent liquide réducteur de gaz d’échappement, ayant un élément de support portant au moins un élément de filtre et au moins un élément chauffant pour chauffer le liquide du réservoir, ce module de réservoir étant caractérisé en ce que l’élément chauffant est intégré dans l’élément de support.
Selon un développement, l’élément de support comporte une poche pour recevoir l’élément chauffant qui est fixé dans la poche, notamment par serrage. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un module de réservoir pour soutenir un élément de filtre dans un réservoir de liquide qui reçoit notamment un liquide réducteur de gaz d’échappement. Ce procédé consiste à réaliser un élément de support du module de réservoir par injection et placer un élément chauffant dans le moule d’injection avant d’injecter et surmouler par injection l’élément chauffant avec le matériau injecté pour intégrer l’élément chauffant dans le matériau de support.
Selon une variante du procédé, on réalise dans l’élément de support au moins une poche pour recevoir un élément chauffant qui est installé dans la poche et y est notamment bloqué. L’intégration de l’élément chauffant dans l’élément de support économise des composants et réduit les travaux de montage. Comme la surface de transmission de la chaleur entre l’élément chauffant et le liquide est augmentée par comparaison à la surface de l’état de la technique, on améliore l’efficacité du dispositif de chauffage et on optimise le dégel du liquide dans le réservoir.
Selon un développement, l’élément de support a une zone en forme de pot de l’élément de support, qui reçoit l’élément chauffant ce qui permet de chauffer d’une manière particulièrement efficace le liquide accumulé dans la zone en forme de pot.
Selon un développement, l’élément de support a une zone en forme de tige et l’élément chauffant est intégré dans cette zone en forme de tige de l’élément de support, ce qui permet d’intégrer l’élément chauffant d’une manière particulièrement simple dans l’élément de support. L’élément chauffant peut comporter une grille emboutie, économique à fabriquer et qui est tout particulièrement en acier inoxydable très fiable.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de modes de réalisation d’un module de réservoir selon l’invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 montre un module pour un réservoir de liquide équipé d’un dispositif chauffant, la figure 2 montre la zone de branchement électrique du dispositif chauffant de la figure 1 selon une vue à échelle agrandie, la figure 3 montre un premier exemple de réalisation d’un module de réservoir selon l’invention, la figure 4 montre un détail à échelle agrandie du module de réservoir selon l’invention présenté à la figure 3, et la figure 5 montre un second exemple de réalisation d’un module de réservoir selon l’invention.
Description de modes de réalisation
La figure 1 est une vue en perspective d’un module de réservoir 2 équipé d’un élément chauffant 6.
La plaque de base 12 du réservoir de liquide non représenté complètement dans la figure est équipé de branchements d’entrée et de sortie 7, 11 pour introduire du liquide à stocker dans le réservoir de liquide ou en prélever du liquide.
Un module de support 3 est sur la plaque de base 12. Ce module est notamment réalisé comme pièce injectée et comporte entre autre un boîtier 5 pour une pompe de liquide. Un module de filtre 4 est situé sur le module de support 3 au-dessus d’une ouverture qui n’apparait pas à la figure 1 et permet la prise de liquide. Ce module de filtre est relié à l’entrée de la pompe. Ainsi, avant de sortir du réservoir, le liquide traverse le module de filtre 4 qui le filtre pour éviter que les particules de saleté contenues dans le liquide ne bouchent la pompe ou le module d’injection en aval de la pompe.
Un élément chauffant 6 entoure l’élément de filtre 4. Cet élément chauffant présenté dans l’exemple de la figure 1 est sous la forme d’un serpentin 6, chauffant enroulé autour de l’élément chauffant 4.
Les deux extrémités 10 du serpentin chauffant 6 arrivent dans un manchon de liaison 8 de l’élément de support 3 permettant de réaliser le contact électrique entre les deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6 dans la zone située sous l’élément de support 3 séparé de manière étanche du liquide stocké dans le réservoir.
Le branchement électrique des deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6 est présenté à la figure 2 par la vue en coupe à échelle agrandie.
Un organe de support 18 est adapté aux ouvertures réalisées dans l’élément de support 3. Le manchon de liaison 8 se trouve au-dessus de l’organe de support 18 sur le fond de l’élément de support 3. Le manchon de liaison 8 comporte deux canaux dans la direction verticale pour parcourir les deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6.
Les deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6 sont entourées sur leur périphérie par un élément d’étanchéité 9, notamment un joint torique pour réaliser l’étanchéité vis-à-vis du liquide du point de liaison entre l’extrémité 10 respective de l’élément chauffant 6 et le manchon 8.
Une décharge de traction 16 en forme de disque se trouve sous l’élément d’étanchéité 9. Cette décharge de traction est pincée entre l’organe de support 18 et le manchon de liaison 8.
Le côté de la décharge de traction 16, tourné vers l’élément d’étanchéité 9 comporte des extrémités 10 de l’élément chauffant 6 chaque fois dans un élément de contact 19 qui réalise le contact électrique entre l’extrémité 10 respective de l’élément chauffant 6 et l’élément de raccordement extérieur 20. Les lignes électriques non représentées à la figure 2 sont raccordées par les éléments de raccordement 20 pour assurer l’alimentation en courant électrique de l’élément chauffant 6.
La figure 2 montre clairement que le branchement électrique de l’élément chauffant 6 concerne plusieurs composants à installer.
La figure 3 montre un premier exemple de réalisation d’un élément de support 3 selon l’invention. Dans cet exemple de réalisation, un élément de filtre de forme annulaire, non représenté, dans une rainure 50 à la périphérie de l’élément de support 3 de sorte que cet élément entoure l’élément de support 3 sur toute sa périphérie et est léché par le liquide à filtrer, dans la direction radiale. L’élément de support 3 présenté à la figure 3 comporte au moins un élément 22 en forme de tige contenant intérieurement, suivant un angle pratiquement droit, une plaque de base 12 remontant. L’élément en forme de tige 22 intègre un élément chauffant 6 selon l’invention. L’élément de support 3, y compris l’élément 22 en forme de tige peut être notamment réalisé comme pièce injectée. Dans ce cas, on place l’élément chauffant 6 dans le moule d’injection de l’élément de support 3 ; de préférence on le place dans le moule d’injection de l’élément de support 3 avant l’injection. Par injection, on surmoule avec le matériau injecté pour réaliser l’élément 22 en forme de tige de l’élément de support 3.
On réalise ainsi l’étanchéité nécessaire des branchements électriques de l’élément chauffant 6 par rapport au liquide, avec le matériau injecté, ce qui évite les travaux de branchement et d’étanchéité compliqués, présentés à la figure 2, et qui permettent de supprimer le manchon 8, le joint torique 9 et le blocage de traction 16. L’extrémité libre de l’élément chauffant 6 se trouve selon l’invention à l’extérieur du matériau injecté et du volume du réservoir dans la zone sèche, ce qui permet ainsi très simplement d’être relié à la ligne de branchement électrique appropriée, par exemple par un simple branchement 26, comme cela est présenté à échelle agrandie de la figure 4. Le second branchement électrique de l’élément chauffant 6 se trouve ainsi selon la représentation des figures 3 et 4, derrière l’élément chauffant 6 électrique qui n’est pas visible pour cette raison.
Comme l’étanchéité se fait "automatiquement" par l’injection lors de la réalisation de l’élément de support 3, aucune opération supplémentaire n’est nécessaire pour réaliser l’étanchéité au liquide des branchements électriques de l’élément chauffant 6. Cela simplifie considérablement la fabrication et le montage. L’élément chauffant 6 peut être une grille, métallique emboutie qui se fabrique notamment très simplement et de façon très économique. La grille emboutie peut être en particulier en acier inoxydable, durable.
En variante de l’insertion décrite de l’élément chauffant 6 dans le moule d’injection, avant le début l’injection, et au cours de l’opération d’injection on peut réaliser une ou plusieurs poches 15 dans l’élément de support 3 par exemple en plaçant des éléments formant des poches dans le moule d’injection, avant d’effectuer l’injection.
Des éléments chauffants 6 réalisés de manière appropriée sont alors introduits dans les poches 15 ainsi obtenues pour y être fixées. Le blocage des éléments chauffants 10 se fait en particulier d’une manière purement mécanique, par exemple par serrage de l’élément chauffant 6 respectif dans une poche 15 de forme appropriée.
Pour cette réalisation, il faut une liaison thermique supplémentaire entre l’élément chauffant et le support de matière plastique pour couvrir l’intervalle nécessaire à la fabrication. Cela peut se faire à l’aide d’un milieu thermo-conducteur (liquide, chemin thermoconducteur) qui est introduit notamment après le blocage de l’élément chauffant, et cet élément chauffant, dans le cas idéal entoure complètement le support et est relié à celui-ci.
La figure 5 montre un second mode de réalisation d’un élément de support 3 selon l’invention avec une zone en forme de pot, munie d’une paroi 28 qui entoure le boîtier de pompe 5 parallèlement à sa périphérie. L’élément de filtre 4 de cet exemple entoure de façon circulaire et à distance la périphérie extérieure de la paroi 28 et est traversé dans la direction radiale par le liquide prélevé.
Pour faciliter le montage au moins une zone 30 de la paroi 28 est à double paroi.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 5, l’élément chauffant 10 se trouve à l’intérieur de la paroi 28 et constitue de cette manière une surface chauffante particulièrement grande et efficace.
Dans cet exemple de réalisation, l’élément chauffant 6 peut être notamment sous la forme d’une grille emboutie de forme cintrée placée avant l’opération d’injection dans le moule d’injection de l’élément de support 3 pour être ensuite enveloppé(e) par surmoulage avec le matériau injecté. La grille emboutie comporte au moins deux branchements électriques comme le montre de façon détaillée la figure 4. A la place d’un unique élément chauffant 6 qui est pour l’essentiel réalisé sur toute la périphérie de la paroi 28 de la zone en forme de pot, on peut également prévoir plusieurs éléments chauffants 6 séparés les uns des autres le long de la périphérie de la paroi 28. Ces éléments chauffants 6, séparés peuvent être branchés ou couplés, notamment indépendamment les uns des autres de sorte que la puissance de chauffage du dispositif de chauffage pourra être adaptée de manière ciblée aux exigences à chaque instant grâce à la coupure et au branchement des différents éléments chauffants 6. L’invention permet d’intégrer l’élément chauffant 6 dans l’élément de support 3 d’un module de réservoir 2, notamment au cours d’une opération d’injection réalisant l’élément de support 3. Cela simplifie considérablement le montage tout en réduisant les coûts.
En augmentant la surface chauffante efficace on augmente l’efficacité du chauffage. Comme le matériau injecté de l’élément de support 3 fonctionne comme matériau d’étanchéité, cela supprime les joints d’étanchéité fragiles, en particulier les joints toriques.
NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 2 Module de réservoir 3 Elément de support 4 Elément de filtre 5 Boîtier de pompe 6 Elément chauffant 7, 11 Raccord d’entrée et de sortie du réservoir 8 Manchon de liaison 9 Joint torique 10 Elément chauffant 12 Plaque de base 15 Poche 16 Décharge de traction 18 Organe de support / organe d’appui 22 Elément en forme de tige 26 Branchement 28 Zone en forme de pot / paroi 30 Zone de paroi 50 Rainure

Claims (7)

  1. REVE N DI Ç ATI O NS 1°) Module de réservoir (2) pour un réservoir de liquide, notamment pour recevoir un agent liquide réducteur de gaz d’échappement ayant : - un élément de support (3) portant au moins un élément de filtre (4) et - au moins un élément chauffant (6) pour chauffer le liquide du réservoir intégré dans l’élément de support (3), caractérisé en ce que l’élément de support (3) comporte une zone en forme de pot (28) et l’élément chauffant (6) est intégré dans la zone en forme de pot (28) de l’élément de support (3).
  2. 2°) Module de réservoir (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de support (3) comporte au moins une poche (15) pour recevoir un élément chauffant (6) fixé dans la poche (15), notamment coincé dans celle-ci.
  3. 3°) Module de réservoir (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de support (3) est un élément injecté et l’élément chauffant (6) est surmoulé par injection avec le matériau de l’élément de support (3).
  4. 4°) Module de réservoir (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de support (3) comporte une zone (22) en forme de tige, notamment pour soutenir l’élément de filtre (4) et l’élément de chauffant (6) est réalisé dans la zone en forme de tige (22).
  5. 5°) Module de réservoir (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément chauffant (6) comporte une grille, notamment une grille emboutie.
  6. 6°) Procédé de fabrication d’un module de réservoir (2) pour soutenir un élément de filtre (4) dans un réservoir de liquide qui reçoit notamment un liquide réducteur de gaz d’échappement, procédé consistant à réaliser un élément de support (3) du module de réservoir (2) par injection et placer un élément chauffant (6) dans le moule d’injection avant l’injection, et surmouler par injection l’élément chauffant (6) avec le matériau injecté pour intégrer l’élément chauffant (6) dans le matériau de support (3).
  7. 7°) Procédé de fabrication d’un module de réservoir (2) pour soutenir un élément de filtre (4) dans un réservoir de liquide recevant notamment un agent liquide réducteur de gaz d’échappement, le procédé consistant à réaliser dans un élément de support (3) du module de réservoir (2), au moins une poche (15) recevant un élément chauffant (6), caractérisé en ce qu’ on monte un élément chauffant (6) dans la poche (15) et notamment on le bloque dans cette poche (15), et en plus on entoure l’élément chauffant (6) dans la poche (15) avec un milieu thermo-conducteur pour réaliser une liaison sur toute la surface entre l’élément chauffant et la poche (15).
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