CN115023566A - 用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置 - Google Patents

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A·穆德拉
J·克雷布斯
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Abstract

本发明涉及一种用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置(100)，装置(100)具有阀设备(400)，阀设备(400)包括：阀外壳(410)，其中阀外壳(410)包括至少两个径向布置的端口开口(420)和至少一个轴向布置的端口开口(420)，用于流体的流入和/或流出；阀体(430)，其被布置在阀外壳(410)内部并且被配置为可绕轴向旋转轴线R旋转，其中阀体(430)包括用于连接两个径向布置的端口开口(420)的弓形形状的第一连接通道(440)和用于将径向布置的端口开口(420)与轴向布置的端口开口(420)连接的弓形形状的第二连接通道(442)，其中至少两个径向布置的端口开口(420)限定基部平面B，基部平面B被配置为正交于轴向旋转轴线R，并且第一弓形连接通道(440)限定第一连接通道平面V，其中第一连接通道平面V包括相对于基部平面B的大于0°的第一倾斜角α。

Description

用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置
技术领域
本发明涉及一种用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置。
背景技术
这种装置在现有技术中也被称为能量优化模块或热管理装置。热管理装置本质上履行优化机动车辆中热能平衡的任务，目的是减少燃料消耗和排放，确保发动机在每个运行点的冷却并且优化内部舒适度。其目的是在内燃机、齿轮箱或乘客舱中以最佳方式传导热流(例如供热和散热)，以减少能源消耗并提高内部舒适度。热量借助热传递介质(例如冷却剂或空气)从一个物体传输到另一物体，通常是通过强制对流。热量经由热交换器(例如散热器、增压空气冷却器、EGR冷却器或空调冷凝器)从一种流体传递到另一种流体。流体的质量流量尤其通过泵来维持。充足的冷却空气质量流量通常由气流确保，因此许多车辆配备有电力驱动散热器风扇(如果气流不充足)。
这种热管理模块在现有技术中是充分已知的。例如，从WO 2017/223232 A2已知集成的冷却剂瓶布置。冷却剂瓶布置包括被配置为用于热系统中的容器。这样的热系统的示例包括电池供电的电动车辆的冷却/加热系统、发电机(例如，基于发动机的系统)、其他物理设施装备等。这样的储存器包括第一区段和第二区段。第二区段在存储接口处与第一区段连接以形成被配置为存储流体介质和/或使流体介质流动的储存器。第一区段可以包括为流体介质的流动提供通路的一体式通道。储存器还可以包括部件接口，该部件接口被配置为便于部件与其连接。这样的部件包括例如泵、电池泵、传动系统泵、冷却机、加热器、过滤器、曝气器、阀、连接器、风扇或冷却器。
此外，从DE 10 2018 102 542 A1已知一种用于在车辆、特别是至少部分电力驱动的车辆内处理至少一种流体的装置。该装置包括至少一个基本上板状的第一分配元件和基本上平行于第一分配元件布置的至少一个第二分配元件，其中第一分配元件和/或第二分配元件至少在一些区域中包括至少一个流体处理元件，并且其中第一分配元件和第二分配元件至少在一些区域中包括塑料，以及用于生产用于处理至少一种流体的装置(特别是根据本发明的至少一个装置)的方法。
已知的热管理模块的问题在于，一些独立的部件分散地布置在机动车辆中并且经由连接软管、电缆和控制单元彼此连接。因此，连接软管、电缆和控制单元有时以长距离分布，并且组装工作量很大。还存在很高的漏电和短路风险，影响整个热管理模块的可靠性和维修敏感性。此外，还存在因泄漏而频繁发生的问题，例如压力和电压损失。电缆长度过长或腐蚀也会加剧这个问题。
还特别需要减少接口和流体阀处的流量损失。这是基于阀处的流量损失特别是由与理想几何形状的偏差引起的事实。这些表现为阀上游和下游的压力差。由于压力损失，甚至可能需要在系统中提供更高的入口压力以补偿发生的压力损失。然而，更高的入口压力的结果是增加了泄漏。
因此，本发明基于具体说明克服来自现有技术的问题的热管理模块的任务。
发明内容
根据本发明的解决方案是提供一种用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置。具有阀设备的装置包括阀外壳，其中阀外壳包括至少两个径向布置的端口开口和至少一个轴向布置的端口开口，用于流体流入和/或流出。此外，阀设备包括阀体，阀体被配置为布置在阀外壳内并且可绕轴向旋转轴线R旋转，其中阀体包括第一连接通道和第二连接通道，第一连接通道被配置为弓形形状，用于连接两个径向布置的端口开口，并且第二连接通道被配置为弓形形状，用于将径向布置的端口开口与轴向布置的端口开口连接。至少两个径向布置的端口开口限定基部平面B，基部平面B被配置为正交于轴向旋转轴线R，并且第一弓形连接通道限定第一连接通道平面V，第一连接通道平面V包括相对于基部平面B的大于0°的第一倾斜角α。
这具有技术优势，例如，通过弓形连接通道的流动阻力尽可能低。由于第一倾斜角，连接通道不直接限制彼此。换言之，每个连接通道可以被定向而没有突出部并且没有引起流动的边缘。这又显著降低了连接通道上游和下游的流体压力差。
本发明意义上的流体可以被理解为任何形式的冷却水、冷却剂或制冷剂。例如，将乙二醇或乙二醇混合物添加到水基流体以降低流体的冰点。替代地，流体可以是油基的以消除流体的导电性。这带来了附加优势，即可以直接冷却电池。
基部平面B可以替代地由两个端口开口的几何中心限定。或者，也可以设想将倾斜角α限定为第一连接通道平面V和旋转轴线R之间的直角的偏差。因此，在具体示例中，如果第一连接通道平面V和基部平面B之间的倾斜角α为5°，则旋转轴线R与第一连接通道平面V相交成95°角。
根据优选实施例，第一倾斜角α小于45°，特别是小于30°，特别是小于15°，特别是小于5°。这样，可以充分考虑具体条件。例如，第一倾斜角α的具体倾斜取决于阀体的直径和连接通道的直径。
根据另一实施例，径向布置的端口开口和轴向布置的端口开口限定轴向平面A，并且弓形形状的第二连接通道限定第二连接通道平面W，其中轴向平面A包括相对于第二连接通道平面W的大于0°的第二倾斜角β。这实现了例如可以为通过弓形连接通道的阻力减小的流动提供附加间隙的技术优势。第二倾斜角附加地减少了连接通道的相互限制，并且每个连接通道可以尽可能地对准而没有突出部并且没有引起流动的边缘。这又减小了连接通道上游和下游的流体压力差。
根据另一优选实施例，第二倾斜角β小于45°，特别是小于30°，特别是小于15°，特别是小于5°。这允许装置最佳地适应特定条件。例如，第二倾斜角β的具体倾斜取决于阀体的直径和连接通道的直径。
根据附加实施例，用于将径向布置的端口开口与轴向布置的端口开口连接的弓形形状的第二连接通道包括用于将第二径向布置的端口开口与轴向布置的端口开口连接的附加连接通道。这提供了例如在该实施例中也可以通过提供第一和/或第二倾斜角来实现压力差的减小的技术优势。例如，第一连接通道的第一倾斜角可以独立于第二连接通道的配置来配置。然而，第二连接通道也可以与第二径向布置的端口开口组合。
为了进一步减小阀上游和下游的压力差，阀体被配置为球体，并包括布置在阀体外部的轴承。这具有技术优势，例如，轴承不能与阀体内部的流体流动相互作用。例如，轴承被布置在阀体上方并且同时支撑用于将阀体从第一切换位置转移到第二切换位置的驱动轴。替代地，阀体可以被配置为圆柱形，在这种情况下，可以组合与圆柱形配置相关联的所有其他特征。
根据特别有利的实施例，阀体包括焊接在一起的至少两个分体。这具有可以特别容易地制造阀体的技术优势。例如，各个分体可以通过注塑成型制造，然后粘合或焊接在一起。然而，替代地，阀体也可以增材制造或以铸造工艺制造。
为了附加地稳定轴承并防止阀体倾斜，轴承包括分配给轴向端口开口的轴承环。
为了附加地减小阀上游和下游的压力差，阀外壳的至少一个端口开口分配有密封元件，其中相应的连接通道的内径与密封元件的内径基本相同。因此，例如，实现了不仅在连接通道内而且在密封元件中优化流体流动的技术优势。换言之，密封元件被设计成使得密封元件的内径延续或延伸连接通道。因此，由于密封元件中的突出部，不存在流体背压或其他流动效应。这进一步降低了流体的压力差。例如，这种类型的密封元件被分配给每个端口开口。
根据另一实施例，弹簧元件与密封元件相关联，其中弹簧元件沿圆周布置并且被配置为施加轴向力以减少泄漏。弹簧元件能够例如被配置为弹簧钢或O形环。弹簧元件使密封元件无缝隙地邻接阀体，这附加地优化了流体流动并进一步减小了阀体上游和下游的压力差。
为了进一步减少泄漏并提高密封元件的可安装性，密封元件包括聚四氟乙烯。这意味着它由聚四氟乙烯制成或涂有聚四氟乙烯。此外，聚四氟乙烯特别耐温，这还可以提高阀设备的使用寿命。
根据另一优选实施例，阀体包括至少一个轮廓，该轮廓被分配给第一连接通道或第二连接通道的入口和/或出口。这实现了例如当从一个切换位置转移到另一个切换位置时，连接通道的开口横截面可以连续的技术优势。例如，这可以更好地控制流动行为。
基于此，轮廓被配置为沿着阀外壳的基部平面。因此，轮廓的纵向延伸被配置为正交于旋转轴线R，这最佳地确保了阀的可控性。
根据另一实施例，该装置包括具有第一外壳区段和第二外壳区段的装置外壳，其中第一外壳区段和第二外壳区段被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁彼此相邻。轮廓壁包括朝向第一外壳区段定向的侧面和朝向第二外壳区段的定向侧面。此外，该装置包括至少一个流体处理元件，其中流体处理元件包括被布置在第一外壳区段中的用于生成可控可变磁场的构件和可通过所生成的磁场移动并且被布置在第二外壳区段中的阀设备形式的构件。这导致了例如在用于生成可控可变磁场的构件与可通过所生成的磁场移动的构件之间仅存在磁耦合的技术优势。该磁耦合通过流体不可渗透的轮廓壁作用并且使得可通过所生成的磁场移动的构件能够被布置为在流体中的第二外壳区段中湿运转。另一方面，用于生成可控可变磁场的构件与控制单元一起布置在“液压解耦”、干燥的第一外壳区段中。承载水的第二外壳区段和第一外壳区段中的电子器件之间的分离降低了漏电和短路的风险。此外，不必使用动态密封。这意味着没有由于摩擦而导致的热损失，并且提高了能源效率。总体而言，因此可以实现更高程度的效率。这意味着阀设备可以完全被布置在第二外壳区段中。
根据另一实施例，用于生成可控可变磁场的构件包括定子，并且可通过所生成的磁场移动的阀设备形式的构件包括转子。由于转子-定子布置，可以经由磁耦合通过流体不可渗透的轮廓壁生成转矩，该转矩可以用于将阀体从第一切换位置转移到第二切换位置。替代地，流体处理元件可以包括例如电动机、线圈装置或开关磁体，作为布置在第一外壳区段中的用于生成可控可变磁场的构件。
此外，还可以借助湿运转齿轮箱将转矩传递到阀体。这具有技术优势，例如，在转子处生成的转矩可以适应所需的功能。例如，不同的阶段可以用于传输。齿轮箱可以直接布置在流体中并且因此布置在第二外壳区段中。这消除了对动态密封的需要。可以经由冷却水直接提供潜在必要的润滑，并且由于摩擦导致的任何热损失直接消散到冷却流体中。
根据另一实施例，轮廓壁包括圆柱形突出部，该圆柱形突出部至少基本上填充布置在第一外壳区段中的定子的内部。这具有技术优势，例如，轮廓壁的突出部确定了定子的准确安装位置。轮廓壁因此具有双重功能。一方面是对于本发明必不可少的流体不渗透性，另一方面是定子在第一外壳区段中的定位。
此外，轮廓壁用于使转子在定子中居中。根据又一实施例，圆柱形突出部被配置为接收布置在第二外壳区段中的转子。这提供了例如布置在第二外壳区段中的转子相对于定子最佳地定向的附加优势。此外，圆柱形突出部可以在运行期间用作转子的引导件，其中不限制流体不渗透性并且仍然确保承载水的第二外壳区段与第一外壳区段中的电子器件之间的分离。
根据另一个实施例，该装置包括第二流体处理元件，第二流体处理元件包括流体泵。因此，例如，可以实现流体回路可以由流体泵控制的技术优势。
根据特定实施例，流体处理元件的转子轴线彼此平行布置。由此实现了特别的优势，即在这种布置中的制造和组装特别简单。此外，可以轻松测试和更换单个组件。
另一方面是提供一种用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置，其中该装置包括装置外壳、第一外壳区段和第二外壳区段，其中第一外壳区段和第二外壳区段被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁彼此相邻。此外，轮廓壁包括朝向第一外壳区段定向的侧面、朝向第二外壳区段定向的侧面和至少一个流体处理元件，其中流体处理元件包括用于生成可控可变磁场的布置在第一外壳区段中的构件和可通过所生成的磁场移动的布置在第二外壳区段中的构件。
这导致例如在用于生成可控可变磁场的构件和可通过所生成的磁场移动的构件之间仅存在磁耦合的技术优势。该磁耦合通过流体不可渗透的轮廓壁作用并且允许可通过所生成的磁场移动的构件被布置为在第二外壳区段中的流体中湿运转。另一方面，用于生成可控可变磁场的构件与控制单元一起被布置在“液压解耦”、干燥的第一外壳区段中。承载水的第二外壳区段和第一外壳区段中的电子器件之间的分离降低了漏电和短路的风险。此外，不必使用动态密封。因此，没有由于摩擦而导致的热量损失，并且提高了能源效率。总的来说，因此可以实现更高的效率。
在本发明的意义上，流体不可渗透的轮廓壁被理解为连续的分离层，其被配置为至少在用于生成可控可变磁场的构件和可通过所生成的磁场移动的构件之间无中断地连续。在这种情境下，流体不可渗透意味着不能通过轮廓壁进行流体交换。流体不可渗透的轮廓壁能够例如限于一个流体处理元件。替代地，轮廓壁也可以被理解为用于容纳若干流体处理元件的连续分离层。与已知的基于弹性体的可弹性变形密封件相反，不会发生由于围绕轮廓壁的流动而导致的泄漏。不可渗透的轮廓壁被理解为像连续的壳表面。例如，连续接口还可以是塑料体的表面，该表面在内部承载可通过所生成的磁场移动的构件并且可通过用于从塑料体的外表面生成可控可变磁场的构件来控制。
用于生成可控可变磁场的构件可以被理解为适用于在电流的协助下生成磁场的任何构件。磁场被配置为可通过电流供应来控制，这在最简单的情况下意味着至少将磁场切换为打开和关闭。然而，也可以在切换打开和关闭之间改变磁场强度。例如，电线圈布置、电磁体、步进电机、开关磁体、无刷电机、爪式电机或电动线性致动器可以设想为这样的构件。
另一方面，永磁体、铁磁体或具有基于稀土的材料的物体可设想为能够通过所生成的磁场移动的构件。
根据本发明的有利的进一步实施例，用于生成可控可变磁场的构件包括定子，并且可通过所生成的磁场移动的构件包括转子。由于转子-定子布置，可以借助磁耦合通过流体不可渗透的轮廓壁生成转矩。替代地，流体处理元件可以包括例如电动机、线圈布置或开关磁体，作为用于生成可控可变磁场的布置在第一外壳区段中的构件。
根据另一实施例，轮廓壁包括圆柱形突出部，该圆柱形突出部至少基本上填充布置在第一外壳区段中的定子的内部。这具有例如轮廓壁的圆柱形突出部确定了定子的准确安装位置的技术优势。轮廓壁因此具有双重功能。一方面是对于本发明必不可少的流体不渗透性，另一方面是定子在第一外壳区段中的定位。
根据又一实施例，圆柱形突出部被配置为接收布置在第二外壳区段中的转子。这具有附加优势，例如，布置在第二外壳区段中的转子相对于定子最佳地定向。此外，圆柱形突出部可以在运行期间用作转子的引导件，其中不限制流体不渗透性并且仍然确保承载水的第二外壳区段与第一外壳区段中的电子器件之间的分离。
根据另一有利实施例，第二外壳区段被配置为承载流体并且包括用于流体流入和/或流出的至少一个连接。这具有技术优势，例如，第二外壳区段可以被设计为没有电接口。重点仅在于流体的供应、转向和排出，其中第二外壳区段的制造以廉价的材料选择和合适的连结方法为特征。例如，第二外壳区段可以借助振动焊接或镜面焊接来制造，这在与电子控制单元结合时由于热原因是有问题的，因此只能单独实施。也可以实现用于流体流入和/或流出的若干端口。端口代表客户接口。端口的软管直径、数量和相应的位置能够变化。取决于客户要求，端口的方向也能够调整，其中端口的可变可调性也是可以设想的。
为了使整个装置尽可能灵活地适应于特定的客户要求，可以为装置中的每个流体处理元件分配不同的功能。为此目的，流体处理元件包括流体泵或流体阀。取决于预期用途，因此实施流体处理元件的实施例，其中在每个实施例中，磁耦合仍然与流体不可渗透的轮廓壁连接，并且可通过所生成的磁场移动的构件被布置为在第二外壳区段中的流体中湿运转。
根据优选实施例，转子与用于输送和/或控制流体的构件相关联。由于定子和转子之间的磁耦合，布置在转子上的磁体被定子设置为旋转。此外，可以在转子本身上布置不同的构件，这取决于相应的流体处理元件的所需功能。例如，具有叶轮或具有运转轮的泵能够用于泵送流体。为了控制或转向流体，例如，能够使用旋转阀或开关阀。
根据替代实施例，该构件包括开关元件。这允许例如开关元件能够被配置为旋转滑阀的技术优势。这使得装置或流体处理元件适用于不同的车辆和不同的功能。不同的安装空间和车辆制造商的不同要求使得需要不同的开关策略。例如，能够通过旋转滑阀使流体转向，并能够实现多种端口和开关模式。
根据替代实施例，该构件包括运转轮。这具有技术优势，例如，运转轮能直接集成到流体回路中。通过定子-转子连接，因此能够从旋转中实现泵功能。例如，运转轮被配置为叶轮。
根据附加实施例，湿运转齿轮箱与转子相关联。这提供了技术优势，例如，在转子处生成的转矩能够适应所需的功能。例如，不同的阶段可以用于传递。齿轮箱可以被直接布置在流体中并且因此被布置在第二外壳区段中。这消除了对动态密封的需要。潜在的必要润滑可以直接由冷却水提供，并且由于摩擦引起的任何热损失直接消散到冷却流体中。作为该实施例的替代方案，也可以在没有湿运转齿轮箱的情况下运行转子。例如，转子可以借助密封件密封流体。因此，转子可以干运行。
在特定实施例中，电气控制单元与第一外壳区段相关联，用于控制装置。电气控制单元对于装置的运行是必需的并且能够被布置在第一外壳区段的外部或第一外壳区段的内部。还可以设想用客户提供的外部控制单元来运行该装置，其中为此目的可以在第一外壳区段上提供接口。然而，替代地或附加地，控制单元可以被布置在第一外壳区段内。
基于此，电气控制单元被布置在第一外壳区段内，与流体不可渗透的轮廓壁相邻。例如，可以通过将电气控制单元抵靠第一外壳区段内的流体不可渗透的轮廓壁放置，可以有效地冷却电气控制单元的技术优势。这种冷却发生时也没有与流体直接接触的风险，从而避免了短路。此外，流体可以用消散的热量来加热。另一优势是低冷却液温度与电力电子器件的芯片温度的温差大。例如，温度传感器可以被布置在电气控制单元的一侧上(即干燥区域中)以测量流体温度。传感器因此将通过流体不可渗透的轮廓壁来测量，其中传感器信号的评估可以直接在第一外壳区段的干燥区域中进行。
根据另一实施例，该装置包括第二流体处理元件，该第二流体处理元件包括流体泵。因此，例如，可以提供附加的流体回路能够由第二流体泵控制的技术优势。
在特别优选的实施例中，该装置包括第三流体处理元件，该第三流体处理元件包括流体阀。流体阀具有旋转滑阀的功能。旋转阀使该装置适用于不同的车辆，其中不同的安装空间和不同的要求可能例如使得需要使流体转向。通过开关接口，可以从并联电路切换到串联电路。
根据特定实施例，流体阀包括具有第一层和第二层的双旋转滑动布置。这导致了例如可以在仅具有一个流体处理元件的一个旋转阀中同时布置和运行两个切换位置的技术优势。例如，不需要另外的流体处理元件，因为可以仅用一个转子-定子布置来控制两个切换位置。例如，可能需要向不同车辆上的不同安装空间供应流体。为了避免不得不更换整个流体处理元件，能够使用不同层的旋转阀组件。因此，取决于所需目的，不同的流体通道相互连接，而无需改变整个流体处理元件。例如，第一层可以包括允许90°转向的阀位置，而第二层可以包括允许180°转向的阀位置，即直线前进。通过在第一平面或第二平面中适当地利用旋转阀组件的相关联端口，实现了所需功能。
根据另一实施例，该装置包括用于相关联热交换器的膨胀阀。这提供了例如热交换器也可以被集成到装置中以及膨胀阀的控制可以以与装置的其他流体处理元件类似的方式执行的技术优势。该装置的制造和组装有附加的简化。
基于此，热交换器包括相关联的加热装置。优选地，加热装置可以被集成到热交换器中，从而可以直接加热流体，然后可以将其用于加热电池、发动机或车辆内部。热交换器(也称为冷却机)因此将具有主动加热或冷却的能力。
这种热交换器通常由堆叠的片材钎焊。板以第一流体的一个通道总是交替地与第二流体的通道热接触的方式钎焊。由于接触面积大，能够最佳地传递热量。例如，可以将热成型套管钎焊成堆叠的金属片材的包装，然后该包装可以被填充有电热丝和绝缘陶瓷，类似于传统的加热筒。例如，加热装置也可以以感应方式运行，其中插入可感应加热的物体并经由循环感应线圈加热。还可以设想使用组合控制单元，这将节省附加的电缆，并简化模块集成。总体而言，这种热交换器节省了附加的软管连接并使得装置更紧凑。
根据另一实施例，第一外壳区段包括可拆卸的第一盖元件。这提供了例如干燥区域和装置中的电子器件的部件可被直接接近以用于维修目的的技术优势。因此，检查或维修大大简化。
根据附加实施例，第二外壳区段包括可拆卸的第二盖元件。这还提供了设备的所有湿运转部件能够被直接接近以用于维修目的的技术优势。检查或维修也大大简化。
根据特别优选的实施例，该装置包括与第一流体处理元件相关联的第一流体回路和与第二流体处理元件相关联的第二流体回路。这使得该装置特别容易运行。结合双旋转滑阀布置，例如，可以用两个流体处理元件运行总共四个流体回路，每个流体处理元件在旋转滑阀中具有两个切换位置。结合串行或并行布置，可以提供附加功能。
根据特定实施例，流体处理元件的转子轴线被布置成彼此平行。这提供了特别的优势，即在这种布置中的生产和组装特别简单。此外，可以轻松测试和更换单个组件。
为了提高装置的灵活性和到车辆中的集成，用于流体流入和/或流出的端口被布置在与流体处理元件的转子轴线的取向大致正交的平面中。
附图说明
下面参照附图通过对实施例的示例的描述来更详细地解释本发明。本发明的其它有利实施例和特征组合由以下描述和全部专利权利要求得出。
用于解释实施例的附图如下所示：
图1是根据第一实施例的用于处理流体的装置的分解图；
图2A是本发明装置的流体处理元件的详细纵向截面；
图2B是根据替代实施例的根据本发明的装置的流体处理元件的详细纵向截面；
图2C是根据另一实施例的根据本发明的装置的流体处理元件的详细纵向截面；
图3是根据本发明的装置的流体处理元件的纵向截面图；
图4是根据本发明的装置的另一流体处理元件的详细纵向截面；
图5是根据本发明的装置的湿运转齿轮箱的示意图；
图6是根据本发明的装置的旋转阀组件的几个示意图；
图7是根据另一实施例的根据本发明的用于处理流体的装置的分解图；
图8是根据本发明的阀设备的截面图；
图9是根据本发明的阀设备的另一截面图；
图10是阀体的截面图；并且
图11是根据另一实施例的阀体的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于根据第一实施例处理流体的装置100的分解图。装置100旨在用于至少部分电力运行的车辆中。因此，它既可用于纯电力运行车辆，也可用于混合动力车辆。
装置100包括第一外壳区段200和第二外壳区段300，其中第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150被配置为作为单件。在本实施例中，轮廓壁150也是第二外壳区段300的外壁，由此外壁与第二外壳区段300朝向第一外壳区段200定向的侧面相同。
在面向第一外壳区段200的侧面上，轮廓壁150包括多个圆柱形突出部152。施加到这些圆柱形突出部152的是用于生成可控可变磁场的定子形式的构件(210A、210B、210C)。圆柱形突出部152突出到每个布置的定子的内部中并且以以下方式填充该内部：空心圆柱体被配置在第二外壳区段300的侧面上，被设计成可通过所生成的磁场移动的构件310A、310B、310C可以被插入第二外壳区段300。用于生成可控可变磁场的构件210A、210B、210C、210D在本实施例中被配置为步进电机的定子，但它们也可以被配置为普通电机、无刷直流电机(例如爪式电机)或电磁阀。
在轮廓壁150朝向第二外壳区段300定向的侧面(未示出)上，存在构件310A、310B、310C，它们被配置为可通过用于生成可控可变磁场的相应的相关联构件210A、210B、210C生成的磁场移动。构件310A、310B、310C被配置为可通过所生成的磁场移动，每个都包括具有相关联磁体的转子。转子由定子引起旋转，由此被配置为可通过磁场移动的构件310A、310B、310C可由定子控制。可通过所生成的磁场移动的构件310A、310B、310C分别与用于输送和/或控制流体的构件相关联。例如，用于生成可控可变磁场的构件210B的定子与被配置为旋转滑动件的开关元件330相关联。由于旋转滑阀，不同的安装空间和不同的要求可以通过不同的回路策略来实现。流体可以被转向，并且可以组合不同的端口和开关模式。
用于生成可控可变磁场的构件210A、210C的定子各自与运转轮340相关联。运转轮被配置为例如叶轮并且直接集成到第二外壳区段300内的流体回路中。转矩由定子经由磁耦合到转子生成，这导致叶轮的旋转。因此，叶轮可以用作相应的相关联流体回路的泵。
与被配置为可通过磁场移动的构件310A、310B、310C相关联的转子分别被放置在第二外壳区段300中的轮廓壁150的圆柱形突出部152中。换句话说，圆柱形突出部152能够实现第一外壳区段200中定子的精密布置和第二外壳区段300中转子的精密布置两者，从而实现转子与定子的精密关联。换句话说，圆柱形突出部152能够实现第一外壳区段200中定子的精密布置和第二外壳区段300中转子的精密布置两者，从而实现转子与定子的精密关联。因此，圆柱形突出部履行双重功能，一方面是转子和定子的分配，以及第一外壳区段200和第二外壳区段300之间的流体密封分离，这可以称为液压解耦。
被布置在干燥的第一外壳区段200中的用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A、210B、210C的组合，可通过所生成的磁场移动、被布置在湿的第二外壳区段300中并且可通过磁耦合横跨轮廓壁152运行的相应的相关联构件310A、310B、310C，各自描述了流体处理元件110A、110B、110C。
一个例外是用于生成可控可变磁场的步进电机形式的构件210D。这被布置在干燥的第一外壳区段200中。然而，膨胀阀370与步进电机相关联。与已经描述的流体处理元件110A、110B、110C相比，在用于生成可控可变磁场的构件210D和可通过所生成的磁场移动的构件之间不存在连续的流体不可渗透的轮廓壁150。后者被集成到膨胀阀370的外壳中，并且膨胀阀370仅平行于装置100的外壳区段上的其他流体处理元件110A、110B、110C布置，其中步进电机被集成到第一外壳区段200的干燥区域中。为了密封流体不可渗透的轮廓壁150中的必要开口以用于使膨胀阀370从中穿过，建议布置O形环。
总的来说，在本实施例中，装置100包括被配置为流体泵的第一流体处理元件110A。此外，装置100包括第二流体处理元件110C，第二流体处理元件110C也包括流体泵。这允许运行两个单独的流体回路或允许从两个单独的流体回路输送流体。此外，装置100包括第三流体处理元件110B，第三流体处理元件110B包括开关元件330或流体阀。流体阀配置有旋转滑阀，并且旋转滑阀使装置100适应不同的车辆。可以实现车辆的不同安装空间和不同要求，例如通过使流体转向。通过切换旋转滑阀，可以从并联流体回路切换到串联流体回路。此外，可以提供比例混合比。此外，装置100包括用于生成可控可变磁场的步进电机形式的构件210D，其中膨胀阀370与构件210D相关联以用于运行热交换器380。
所有流体处理元件(110A、110B、110C)被布置在装置100上，使得流体处理元件110A、110B、110C的转子轴线(未示出)被布置成彼此平行。这显著地简化了整个装置100的制作和组装，其中可以容易地测试和更换附加的独立组件。
多个端口320A、320B、320C、320D被布置在第二外壳区段300上用于流体流入和/或流出。这些端口用作客户接口，并且能够根据需要在管道直径和相应位置方面进行更改。本实施例包括总共四个端口320A、320B、320C、320D，它们分别从第二外壳区段300横向排出流体并且将流体横向引入第二外壳区段300。一个端口320D用作与热交换器380的连接。热交换器380与干燥的第一外壳区段200中用于生成可控可变磁场的步进电机形式的构件210D相关联。热交换器380也与膨胀阀370相关联。
装置100还包括电气控制单元220，该电气控制单元220也布置在干燥的第一外壳区段200中。电气控制单元220被配置为平坦物体，这通常用于例如控制板等。控制单元220被布置在定子形式的用于生成可控可变磁场的构件210A、210B、210C、210D上方。电气控制单元220是控制装置100所必需的。例如，控制单元220也可以被布置在第一外壳区段200内的各个定子之间，但紧邻流体不可渗透的轮廓壁150。这将是有利的，因为电气控制单元220可以被附加冷却，而不会有与流体直接接触的风险。此外，可以通过在电气控制单元220的运行期间发生的热损失来提供加热。
第一外壳区段200包括可拆卸的第一盖元件202。该第一盖元件202便于接近所有电子器件——例如电气控制单元220或用于生成可控可变磁场的构件210A、210B、210C、210D(其安装在第一外壳区段200内)。因此，干燥区域和装置100中电子器件的部件可以被直接接近以用于维修、检查或甚至测试目的。此外，第一盖元件202包括可以用作客户的附加接口的连接器端口204。例如，装置100可以借助客户自己的控制单元来连接和运行。
因此，第二外壳区段300还具有可拆卸的第二盖元件302。该第二盖元件302也可以出于维修目的而被移除，从而允许直接接近装置100的所有湿运转部件。例如，有缺陷的部件也可以被更换，而无需将整个装置100直接从相关车辆移除。
如已经解释的，第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150被配置为单件。在该实施例中，几乎所有的流体处理元件110A、110B、110C都被布置在连续的流体不可渗透的轮廓壁150上。连续的流体不可渗透的轮廓壁150也是第二外壳区段300的外壁。
图2A示出了根据本发明的装置100的流体处理元件110A的详细纵向截面。装置100包括第一外壳区段200和第二外壳区段300，其中第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150同时是第二外壳区段300的外壁，由此外壁与第二外壳区段300朝向第一外壳区段200定向的侧面相同。
轮廓壁150在面向第一外壳区段200的侧面上包括突出部152。突出部152被用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A围绕，并且突出部152完全突出通过定子的内部，几乎完全填充它。
此外，用于控制装置100的电气控制单元220位于第一外壳区段200内。它被布置在用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A上方。用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A和用于控制装置100的电气控制单元220由第一盖元件202封闭并且被保护免受外部影响，例如灰尘、湿气或机械效应。
在被配置为承载流体的第二外壳区段300内，布置了可通过所生成的磁场移动的构件310A。可通过所生成的磁场移动的构件310A包括带有相关联磁体的转子314。转子314精确地插入轮廓壁150的突出部152中，这确保了转子314和定子之间的精确对准。转子314被定子设置为旋转，由此可通过磁场移动的构件310A被设置为旋转并且因此可以被定子控制。为了提高转子-定子布置的功能，在转子314和突出部152之间在径向方向上布置绝缘体(未示出)。例如，铁素体填充物适用于此。运转轮340被布置在转子314的下方，该运转轮340可用作泵，用于通过旋转输送流体。运转轮340位于运转轮外壳342内部，其中流体流入开口344位于运转轮外壳342的下端处。由于运转轮340在径向方向上的旋转，流体因此通过流体流入开口344流入运转轮外壳342并通过流体流出开口(未示出)流出。因此，运转轮外壳342可以作为取决于运转轮尺寸和/或期望的泵性能而变化的独立部件并入到第二外壳区段300中。转子314包括转子轴线312A，包括转子314和运转轮340的可通过磁场移动的构件310A相对于该转子轴线312A旋转对称地布置。
图2B示出了根据本发明的装置100的流体处理元件110的替代实施例的纵向截面图。该实施例还包括第一外壳区段(未示出)和第二外壳区段(未示出)，其中第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150在朝向第一外壳区段200定向的侧面上包括突出部152。突出部152被用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210围绕。定子包括第一定子210-1和第二定子210-2。第一定子210-1和第二定子210-2在转子轴线312的方向上彼此相邻布置。
可通过所生成的磁场移动的构件被布置在被配置为承载流体的第二外壳区段300内。可通过所生成的磁场移动的构件包括可通过所生成的磁场移动的第一构件310-1和可通过所生成的磁场移动的第二构件310-2。
可通过所生成的磁场移动的第一构件310-1在此与第一定子210-1的磁场相关联，并且可通过所生成的磁场移动的第二构件310-2与第二定子210-2的磁场相关联。
此外，可通过第一定子210-1的所生成的磁场移动的第一构件310-1包括具有相关联磁体的第一转子314A。
因此，可通过第二定子210-2的所生成的磁场移动的第二构件310-2包括具有相关联磁体的第二转子314B。
两个转子314A、314B精确地插入第二外壳区段300中轮廓壁150的突出部152。第一转子314A与第一定子210-1相关联。第一转子314A由第一定子210-1设置为旋转，由此可通过第一定子210-1的磁场移动的第一构件310-1可以被设置为旋转并因此可以由第一定子210-1控制。
第二转子314B与第二定子210-2相关联。第二转子314B被第二定子210-2设置为旋转，由此可通过第二定子210-2的磁场移动的第二构件310-2可以被设置为旋转并且因此可以由第二定子210-2控制。
转子轴316将第一转子314A与第一运转轮340A连接，第一运转轮340A可以旋转以用作泵来运送流体。第一运转轮340A位于运转轮外壳342A内，其中流体流入开口344A位于运转轮外壳342A的下端处。由于运转轮340A在径向方向上的旋转，流体因此通过流体流入开口344A流入运转轮外壳342A并通过流体流出开口346A流出。
第二转子314B经由空心转子轴317与第二运转轮340B连接，第二运转轮340B可用作泵以通过旋转运送流体。第二运转轮340B位于运转轮外壳342B内，其中流体经由横向布置的流体入口端口344B流入运转轮外壳342B。运转轮340B的旋转使流体通过流体流出开口346B在径向方向上流出。
第一运转轮外壳342A和第二运转轮外壳342B通过分离器348彼此分离。与第一转子314A和第一定子210-1相关联的转子轴316延伸通过空心转子轴317并通过第二运转轮外壳342B。例如，空心转子轴317可以被直接固定到分离元件348。
第一运转轮340A可以通过由电气控制单元220(未示出)选择性地控制第一定子210-1来运行。通过选择性地控制第二定子210-2，第二运转轮340B可以独立于第一运转轮340A运行。这里，转子314A、314B包括公共转子轴线312，可通过第一定子210-1的所生成的磁场移动的第一构件310-1和可通过第二定子210-2的所生成的磁场移动的第二构件310-2两者都相对于该公共转子轴线312旋转对称地布置。
这意味着可以在一个紧凑的外壳中布置和运行两个不同的流体泵。这导致了附加的优势，即两个不同的流体回路可以在装置100中彼此分开输送。通过将定子210分开成第一定子210-1和第二定子210-2，两个泵可以以不同的和发散的(diverging)速度控制。这导致高度的灵活性，并且可以在单独的流体回路中遵循不同的运行模式，而无需考虑流体回路之间的任何依赖性或影响。
为了改进装置100的功能性，可以在第一转子314A和流体不可渗透的轮廓壁150之间在径向方向上布置绝缘体(未示出)。类似地，可以在第二转子314B和流体不可渗透的轮廓壁150之间在径向方向上布置绝缘体(未示出)。例如，铁素体填充物适用于此。
图2C示出了根据另一实施例的根据本发明的装置100的流体处理元件110的详细纵向截面。该实施例还包括第一外壳区段(未示出)和第二外壳区段(未示出)，其中第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150在朝向第二外壳区段300定向的侧面上包括突出部152。用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210被插入突出部152中。定子包括第一定子210-1和第二定子210-2。第一定子210-1和第二定子210-2在转子轴线312的方向上彼此相邻布置。
可通过所生成的磁场移动的构件被布置在第二外壳区段300中，该第二外壳区段300被配置为承载流体。可通过所生成的磁场移动的构件包括第一转子314A和第二转子314B。
第一转子314A与第一定子210-1的磁场相关联，并且第二转子314B与第二定子210-2的磁场相关联。
两个转子314A、314B围绕轮廓壁150的突出部152布置在第二外壳区段300中。第一转子314A在此与第一定子210-1相关联并且由第一定子210-1引起旋转并且因此可由第一定子210-1控制。
第一转子314A与第一运转轮340A连接，第一运转轮340A可用作泵以通过旋转运送流体。第一运转轮340A被布置在第一转子314A的径向外侧并且位于运转轮外壳342A内。
由于运转轮340A在径向方向上的旋转，流体通过布置在侧面上的流体入口端口344A进入运转轮外壳342A并且通过流体出口端口346A流出。
第二转子314B与第二定子210-2相关联。第二转子314B由第二定子210-2引起旋转并且因此可由第二定子210-2控制。
第二转子314B与第二运转轮340B连接，第二运转轮340B可用作泵以用于通过旋转泵送流体。第二运转轮340B位于第二转子314B的径向外侧并且被布置在运转轮外壳342B中。流体经由流体入口端口344B从下方流入运转轮外壳342B。由于运转轮340B的旋转，流体通过流体流出开口346B在径向方向上排出。
第一运转轮外壳342A和第二运转轮外壳342B被配置为借助分离元件348彼此分离。例如，分离元件348径向向外布置在轮廓壁150的突出部152上，并且突出部152包括为此目的而形成的保持器。
第一运转轮340A可以通过由电气控制单元220(未示出)选择性地控制第一定子210-1来运行。通过选择性地控制第二定子210-2，第二运转轮340B可以独立于第一运转轮340A运行。这里，转子314A、314B包括公共转子轴线312，第一定子210-1和第二定子210-2两者以及第一运转轮340A和第二运转轮340B都相对于该公共转子轴线312旋转对称地布置。
这意味着可以在一个紧凑的外壳中布置和运行两个不同的流体泵。这导致了附加的优势，即两个不同的流体回路可以在装置100中彼此分开输送。通过将定子210分开成第一定子210-1和第二定子210-2，两个泵可以以不同的和发散的旋转速度控制。这导致高度的灵活性，并且可以在单独的流体回路中遵循不同的运行模式，而无需考虑流体回路之间的任何依赖性或影响。与图2B的实施例相比，该实施例的流体处理元件110需要明显更少的轴向安装空间。这是由于外转子的形状。定子被布置在转子内部，并且相关联的运转轮也位于转子的径向外部。这显著增加了流体处理元件的该实施例的外径，由此可以提供更高的整体运转平稳性和更大的对压力波的耐受性。另一方面，内部定子可以配置得更小，从而降低制造成本。在另一实施例中，还可以设想实现仅具有一个定子和仅一个相关联的转子的外转子布置。
为了改进装置100的功能，可以在第一转子314A和流体不可渗透的轮廓壁150之间布置绝缘体(未示出)。类似地，可以在第二转子314B和流体不可渗透的轮廓壁150之间布置绝缘体(未示出)。例如，铁素体填充物适用于此。
图3示出了根据本发明的装置100的流体处理元件110A的纵向截面图。用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A被布置在第一外壳区段(未示出)中。与轮廓壁(未示出)分离并且因此在相邻的第二外壳区段300(未示出)中，布置了被配置为可通过磁场移动的转子314形式的构件310A。转子314在径向方向上被绝缘体(未示出)围绕。转子314还包括两个轴承313，两个轴承313被配置为容纳转子轴线。用于流体径向流出的运转轮340位于转子314的下区段。
在透视图中，在运转轮340下方的是运转轮外壳342。运转轮外壳342示出了流体入口端口344，流体入口开口344居中地布置在运转轮外壳342的基座件中。另外，运转轮外壳342包括布置在侧壁中的流体流出开口346。由于运转轮340在径向方向上的旋转，流体经由流体入口端口344流入运转轮外壳342并且经由流体出口端口346流出。这产生了流体处理元件110A的泵送动作。
图4示出了根据本发明的装置100的另一流体处理元件110B的详细纵向截面。装置100包括第一外壳区段200和第二外壳区段300，其中第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150也是第二外壳区段300的外壁，由此外壁与第二外壳区段300朝向第一外壳区段200定向的侧面相同。
轮廓壁150在面向第一外壳区段200的侧面上包括突出部152。突出部152被用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210B围绕，并且突出部152完全突出通过定子的内部，几乎完全填充它。
此外，用于控制装置100的电气控制单元220位于第一外壳区段200内并且被布置在用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210B上方。用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210B和用于控制装置100的电气控制单元220由第一盖元件202封闭并且被保护免受外部影响，例如灰尘、湿气或机械效应。
在被配置为承载流体的第二外壳区段300内，布置了可通过所生成的磁场移动的构件310B。可通过所生成的磁场移动的构件310B包括具有相关联磁体的转子314。转子314被精确地插入轮廓壁150的突出部152中，这确保了转子314和定子之间的精确对准。转子314由定子引起旋转，由此可通过磁场移动的构件310B可以被引起旋转并因此可由定子控制。为了改进转子-定子布置的功能，在转子314和突出部152之间在径向方向上布置绝缘体(未示出)。例如，铁素体填充物适用于此。开关元件330被布置在转子314下方。开关元件可以被配置为旋转滑阀，由此流体可以取决于旋转滑阀的具体位置而被转向。流体的转向允许装置100内的多种端口和开关模式。这使装置100或流体处理元件110B适用于不同的车辆和相应的所需功能。端口320B被横向布置在开关元件330，该端口被配置用于流体的流入和/或流出。流体处理元件110B包括转子轴线312B，可通过磁场移动的构件310B、转子314和开关元件330相对于该转子轴线312B旋转对称地布置。
图5示出了根据本发明的装置100的湿运转齿轮箱350的示意图。湿运转齿轮箱350包括接收转子的转矩的驱动元件352。转矩经由驱动元件352引起驱动蜗杆354旋转。横向布置的齿轮356耦合相关联的齿轮级358。旋转滑动开口359直接位于齿轮级358处。在组装状态下，旋转滑动件(未示出)的输出元件通过旋转滑动开口359突出并直接接合湿运转齿轮箱350中的齿轮级358。这允许控制开关元件330的精确位置，该开关元件330被配置为旋转滑动件。由于湿运转齿轮箱350的普遍自锁，不需要力(磁力或电力)来将旋转滑动件保持在适当位置。例如，这为比例运行带来了相当大的优势。用该湿运转齿轮箱350，可以耦合任意数量的齿轮级358，以基于由电气控制单元220控制的定子最终确定耦合的开关元件330的位置。湿齿轮箱350被直接布置在流体中并且因此在第二外壳区段300中。这意味着不需要动态密封。湿运转齿轮箱350的必要润滑直接经由冷却流体进行，并且由于摩擦引起的热损失直接消散到冷却流体中。
图6A至图6G示出了根据本发明的装置100的双旋转滑阀布置360的若干示意图。简单的旋转滑阀布置包括所谓的2x 90°偏转。这些2x 90°偏转包括通道不能横跨两个不同平面彼此连接的缺点。根据本发明的双旋转滑阀布置360包括第一层360A和第二层360B。这种双旋转滑阀布置360的优势是两个旋转滑阀可以仅用一个旋转滑阀布置同时运行。这节省了必须与附加的定子-转子布置一起运行的附加的流体处理元件110B或附加的旋转滑阀。
图6A示出了双旋转滑阀布置360的旋转滑阀壁363的示意图。旋转滑阀壁363是容纳旋转滑阀的外壳的一部分——在该实施例中具有上通道连接元件和下通道连接元件364、365。旋转阀壁363包括被布置在第一平面360A或第二平面360B中的多个入口开口和出口开口362A、362B。这里，只有一个上部入口和出口开口362A位于上部第一平面360A上，而三个下部入口和出口开口362B位于下部第二平面360B上。入口开口362A和出口开口362B彼此间距90°围绕旋转阀壁363的整个圆周布置。
图6B是双旋转滑阀布置360的示意图。旋转滑阀壁363包括具有上部入口和出口开口362A的上部第一层360A和具有总共三个下部入口和出口开口362B的下部第二层360B。在旋转滑阀壁363内有上通道连接元件364和下通道连接元件365。两个通道连接元件364、365被布置成可相对于旋转滑阀壁363旋转。然而，上通道连接元件364和下通道连接元件365不能相对于彼此旋转。因此，它们配置了公共通道连接元件。
上通道连接元件364在平面图中被配置为具有总共三个通道臂的T形。三个通道臂中的两个位于第一平面360A中并且三个通道臂中的一个延伸到第二平面360B中。通过这种布置，上通道连接元件364可以相对于旋转阀壁363对准，使得第一平面360A的上部入口和出口开口362A与下部入口和出口开口362B连接。因此，流体可以经由上部流入和流出开口362A流入双旋转滑阀布置360并从下部流入和流出开口362B流出，反之亦然。三个通道臂中的一个因此保持未使用并且在没有流入和流出开口的旋转滑阀壁363处盲孔地/不通地(blindly)结束。
类似于上通道连接元件364，下通道连接元件365在平面图中被配置为具有总共三个通道臂的T形。与上通道连接元件364相比，所有三个通道臂都位于一个平面(第二平面360B)中。在本布置中，三个通道臂中的两个以90°的角度连接两个下部入口和出口开口362B。第三通道臂保持未使用并且在没有流入和流出开口的旋转滑阀壁363处盲孔地结束。
图6C示出了根据图6B的处于不同布置的双旋转滑阀布置360。旋转滑阀壁363包括具有上部入口和出口开口362A的上部第一层360A和具有总共三个下部入口和出口开口362B的下部第二层360B。在旋转滑阀壁363内有上通道连接元件364和下通道连接元件365。上通道连接元件364在平面图中被配置为具有三个通道臂的T形，其中三个通道臂中的两个位于第一平面360A中并且三个通道臂中的一个延伸到第二平面360B中。类似于上通道连接元件364，下通道连接元件365在平面图中被配置为具有三个通道臂的T形。与上通道连接元件364相比，所有三个通道臂都位于一个平面(第二平面360B)中。
在本布置中，与图6B中的布置相比，两个通道连接元件364、365相对于旋转滑阀壁363呈90°旋转布置。
通过这种布置，上通道连接元件364相对于旋转滑阀壁363定向，使得第一层360A的上部流入和流出开口362A与另一下部流入和流出开口362B连接，即与和上部流入和流出开口362A相对的流入和流出开口362B连接。因此，流体可以经由上部流入和流出开口362A流入双旋转滑阀布置360并且从另一下部流入和流出开口362B流出，反之亦然。第三通道臂在此保持未使用并且在没有流入和流出开口的旋转滑阀壁363处盲孔地结束。
在本布置中，下通道连接元件365相对于旋转滑阀壁363定向，使得另外两个下部流入和流出开口362B以180°的角度彼此连接。因此，流体可以经由下部流入和流出开口362B流入双旋转滑阀布置360并从相对的下部流入和流出开口362B流出，反之亦然。第三通道臂保持未使用并且在没有流入和流出开口的旋转滑阀壁363处盲孔地结束。
图6D示出了根据本发明的双旋转滑阀布置360的替代实施例。这种双旋转滑阀布置360还包括第一层360A和第二层360B。该实施例还可以仅用一个旋转滑阀布置同时运行两个旋转滑阀。这也节省了必须与附加的定子-转子布置一起运行的附加的流体处理元件110B或附加的旋转滑阀。
这种双旋转滑阀布置360包括与前面的图相同的旋转滑阀壁363。旋转滑阀壁363包括多个入口和出口开口362A、362B，其中只有一个上部入口和出口开口362A位于上部第一平面360A上，而三个下部入口和出口开口362B位于下部第二平面360B上。流入和流出开口362A、362B围绕旋转滑阀壁363的整个圆周布置，彼此间距90°。
在旋转滑阀壁363内有设置元件366，设置元件366被布置为绕中心轴线361旋转。设置元件366将内部空间分离成第一部分空间和第二部分空间，该内部空间由在径向方向上的旋转滑阀壁363并且由轴向限制旋转滑阀壁363的两个端面限定。这种分离是通过若干表面实现的，这些表面由于它们的特定布置而履行与图6B和图6C的实施例的情况相同的功能。设置元件366包括平行于中心轴线361布置但与其间隔开的纵向平面367。纵向平面367距中心轴线361的间隔程度取决于上部流入和流出开口362A和下部流入和流出开口362B的直径，因为流体通过上部流入和流出开口362A和下部流入和流出开口362B的流入和流出应该不受限制地进行。纵向平面367因此必须包括距中心轴线361的距离，该距离大约对应于相应流入开口和流出开口362A、362B的直径的一半。纵向平面367在旋转滑阀壁363的前端与外平坦平面368连续，其中旋转滑阀壁363在其前端向外界定具有外平坦平面368的双旋转滑阀布置360的第一平面360A。外平坦平面368垂直于中心轴线361布置并且径向直接邻近旋转滑阀壁363。此外，设置元件366包括倾斜平面369，其允许至少在上部流入和流出开口362A与偏移90°的下部流入和流出开口362B之间的流体连通。倾斜平面369与中心轴线361和纵向平面367相交。因此，第一部分空间由前平面限定，该前平面轴向地限制旋转滑阀壁363并包含外平坦平面368、倾斜平面369和纵向平面367。当设置元件366被带入双旋转滑阀布置360时，第一部分空间可以说是至少大部分位于设置元件366上方。当设置元件366被带入双旋转滑阀布置360时，第一部分空间可以说是至少大部分位于设置元件366上方。因此，第二部分空间至少部分地在外平坦平面368和倾斜平面369下方。
设置元件366可以在旋转滑阀壁363中对准，使得第一层360A的上部流入和流出开口362A与下部流入和流出开口362B流体连接。因此，流体能够通过上部流入和流出开口362A流入双旋转滑阀布置360并从下部流入和流出开口362B流出，反之亦然。换言之，流体能够在其流过第一部分空间时改变平面360A、360B。
在设置元件366的这种布置中，设置元件366下方的第二部分空间以90°角度流体连接两个下部入口和出口端口362B。因此，从流体进入双旋转滑阀布置360的时间开始，流体保持在第二平面360B中，被转向90°，直到它离开双旋转滑阀布置360。
图6E示出了图6D中所示的处于不同配置的双旋转滑阀布置360。旋转滑阀壁363包括具有上部入口和出口端口362A的上部第一层360A和具有总共三个下部入口和出口端口362B的下部第二层360B。在旋转滑阀壁363内布置有设置元件366。在本布置中，与图6D的布置相比，设置元件366相对于旋转滑阀壁363处于90°旋转布置。
设置元件366在旋转滑阀壁363中定向，使得第一层360A的上部流入和流出开口362A被流体连接到与上部流入和流出开口362A相对的另一下部流入和流出开口362B。因此，流体可以经由上部入口和出口开口362A流入双旋转滑阀布置360并从另一下部入口和出口开口362B流出，反之亦然。
在设置元件366的这种布置中，彼此相对布置的另外两个下部入口和出口端口362B通过设置元件366下方的第二部分空间彼此流体连接。与图6D所示的布置相比，流体在相同方向上流入和流出双旋转滑阀布置360。同样，从流体流入双旋转滑阀布置360的时间开始直到其流出双旋转滑阀布置360为止，流体保持在第二平面360B中。
图6F以透视图示出了具有中心轴线361、倾斜平面369、纵向平面367和平坦平面368的设置元件366。此外，设置元件366包括短的流入平面369A，流入平面369A在上部使倾斜平面369变平。中心轴线361具有适合连接到湿运转齿轮箱(未示出)的上部，以及适合支撑设置元件366的下部。
图6G以替代透视图示出了根据图6F的设置元件366。
这种设置元件366通常通过注塑成型制造。它在设计上不如例如分支通道布置复杂。注塑模具可以被配置为简单的“开/关”模具，消除了对附加的侧面滑动件的需要。这降低了设置元件366的设计、维护和制造成本。
图7示出了根据本发明的用于处理根据另一实施例的流体的装置100的分解图。装置100包括第一外壳区段200和第二外壳区段300，其中第一外壳区段200和第二外壳区段300被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁150彼此相邻。轮廓壁150被配置为单件。在该实施例中，轮廓壁150也是第二外壳区段300的外壁，由此外壁与第二外壳区段300朝向第一外壳区段200定向的侧面相同。
轮廓壁150在朝向第一外壳区段200的侧面上包括圆柱形突出部152。用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A、210B、210C应用于这些圆柱形突出部152。圆柱形突出部152各自突出到每个布置的定子的内部空间中并完全填充该内部空间。在本实施例中，用于生成可控可变磁场的构件210A、210B、210C、210D被配置为步进电机的定子。
在轮廓壁150朝向第二外壳区段300定向的侧面(未示出)上，有被配置为可通过用于生成可控可变磁场的相应的相关联构件210A、210B、210C的所生成的磁场移动的构件310A、310B、310C。被配置为可通过所生成的磁场移动的构件310A、310B、310C每个都包括具有相关联磁体(未示出)的转子。转子被定子设置为旋转，由此被配置为可通过磁场移动的构件310A、310B、310C可由定子控制。可通过所生成的磁场移动的构件310A、310B、310C各自与用于输送和/或控制流体的构件相关联。因此，用于生成可控可变磁场的构件210B的定子被分配给开关元件330，开关元件330被配置为旋转滑阀。由于旋转滑阀，不同的安装空间和不同的要求可以用不同的开关策略在每种情况下实现。流体可以被转向，并且可以组合不同的端口和开关模式。
运转轮340(未示出)与用于生成可控可变磁场的构件210A、210C的定子中的每一个相关联。运转轮340被配置为叶轮并且被直接集成到第二外壳区段300内的流体回路中。转矩由经由磁耦合到转子的定子生成，从而导致叶轮的旋转。因此，叶轮可以用作相应的相关联流体回路的泵。
与构件310A、310B、310C相关联的被配置为可通过磁场移动的转子各自被放置在圆柱形突出部152中以用于接收位于第二外壳区段300中的转子。换句话说，圆柱形突出部152能够实现第一外壳区段200中定子的精确布置和第二外壳区段300中转子的精确布置，从而实现转子和定子彼此的精确分配。圆柱形突出部152因此履行双重功能，一方面将转子分配给定子，另一方面提供第一外壳区段200和第二外壳区段300之间的流体密封分离(其可以被描述为液压解耦)。
被布置在干燥的第一外壳区段200中的用于生成可控可变磁场的定子形式的构件210A、210B、210C的组合，可通过所生成的磁场移动的相应的相关联构件310A、310B、310C，每个描述流体处理元件110A、110B、110C，其中构件310A、310B、310C被布置在湿的第二外壳区段300中并且可通过磁耦合横跨轮廓壁152运行。
用于生成可控可变磁场的步进电机形式的构件210D与干燥的第一外壳区段200相关联。另外，可通过所生成的磁场移动的构件被关联，该构件被配置为膨胀阀370的形式。与上述流体处理元件110A、110B、110C相比，在用于生成可控可变磁场的构件210D和可通过所生成的磁场移动的构件之间不存在连续的流体不可渗透的轮廓壁。后者被集成到膨胀阀370的外壳中，并且膨胀阀370仅平行于装置的外壳区段上的其他流体处理元件110A、110B、110C而布置，其中步进电机被集成到第一外壳区段200的干燥区域中。布置了总共四个横向保持构件304以稳定装置100中的膨胀阀370。
总的来说，本实施例中的装置100具有被配置为流体泵的第一流体处理元件110A。此外，装置100包括第二流体处理元件110C，第二流体处理元件110C也包括流体泵。这允许运行两个单独的流体回路或允许输送来自两个单独的流体回路的流体。此外，装置100包括第三流体处理元件110B，第三流体处理元件110B包括流体阀或开关元件330。流体阀被配置有旋转滑阀，并且旋转滑阀使装置100适用于不同的车辆。可以实施车辆的不同安装空间和不同要求，例如通过使流体转向。通过切换旋转滑阀，可以从并联流体回路切换到串联流体回路。膨胀阀370被配置为运行热交换器380。热交换器380借助法兰382横向固定到第二外壳区段300。
所有流体处理元件110A、110B、110C都被布置在装置100上，使得流体处理元件110A、110B、110C的转子轴线(未示出)被布置成彼此平行。这极大地简化了整个装置100的制作和组装，其中可以容易地测试和更换附加的独立组件。
多个端口320A、320B、320C、320D被布置在第二外壳区段300上，用于流体流入和流出。这些端口用作客户接口，并且可以根据需要在软管直径和相应位置方面进行更改。本实施例包括总共四个端口320A、320B、320C、320D，它们从第二外壳区段300横向排出流体或将流体横向引入第二外壳区段300。端口320D用于与热交换器380连接。
装置100包括电气控制单元220，该电气控制单元220也布置在干燥的第一外壳区段200中。电气控制单元220通常被配置为平坦物体，例如用于控制电路板等。控制单元220被布置在用于生成可控可变磁场的形成为定子的构件210A、210B、210C、210D上方。电气控制单元220是控制装置100所必需的。例如，控制单元220也可以被布置在第一外壳区段200内的各个定子之间，但紧邻流体不可渗透的轮廓壁150。这将是有利的，因为电气控制单元220可以被附加地冷却，而不会有与流体直接接触的风险。此外，可以用电气控制单元220的运行期间生成的热损失来提供加热。替代地，电气控制单元220也可以被布置在装置100的外部。例如，这适用于经由接口(例如经由连接器端口204)连接到装置100的外部客户特定控制单元。
第一外壳区段200包括可拆卸的第一盖元件202。该第一盖元件202简化了对布置在第一外壳区段200内的所有电子器件的接近。因此，可以直接接近装置100中的干燥区域和电子器件的部件以用于维修、检查甚至测试目的。例如，盖元件202可以借助螺纹连接连接到第二外壳区段300。然而，替代地，夹具或卡扣连接同样是可以设想的。另外，第一盖元件202包括以用作客户的附加接口的连接器端口204。例如，装置100可以借助客户自己的控制单元来连接和运行。
因此，第二外壳区段300还具有可拆卸的第二盖元件302。该第二盖元件302也可以出于维修目的而被移除，从而允许直接接近装置100的所有湿运转部件。例如，有缺陷的部件也可以被更换，而无需将整个装置100直接从相关车辆移除。第二盖元件302具有总共三个轴承303，这些轴承303被配置为接收可通过所生成的磁场移动的相应构件310A、310B、310C。例如，设置元件366(未示出)的中心轴线361(未示出)的下部可以被第二盖元件302中的相关联轴承303接收。
图8示出了根据本发明的阀设备400的截面图。阀设备400是用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置100(未示出)的一部分。阀设备400包括具有至少两个径向布置的端口开口420的阀外壳410——三个端口开口420在图8中示出。三个端口开口420之一也可以被配置为盲孔的/不通的(blind)，这取决于其功能。此外，存在向下突出的轴向布置的端口开口420，用于流体流入和/或流出。阀体430位于阀外壳410内并且被配置为绕轴向旋转轴线R旋转。阀体430具有第一弓形形状连接通道440和第二弓形形状连接通道442。第一弓形形状连接通道440连接两个径向布置的端口开口420。第二弓形形状连接通道442用于将径向布置的端口开口420与轴向布置的端口开口420连接。径向布置的端口开口420形成基部平面B，基部平面B正交于旋转轴线R。
第一弓形形状连接通道440限定第一连接通道平面V。第一连接通道平面V相对于基部平面B倾斜。两个平面彼此围成约5°的第一倾斜角α。结果，第一弓形形状连接通道440被配置为空间倾斜，其中连接通道440的入口和出口开口向下定向。
阀体430被配置为球形形状并且包括阀体430上方的轴承450和阀体430下方的轴承450。上轴承450直接与外壳盖412中的开口相关联。下轴承450包括轴承环452，轴承环452确保阀体430在阀外壳410中的稳定性。密封元件460位于阀体430和每个径向端口开口420之间的过渡处。
图9示出了根据本发明的阀设备400的另一截面图。相同的特征用相同的附图标记表示。无需重新描述。
此外，用于将径向布置的端口开口420与轴向向下布置的端口开口420连接的第二弓形形状连接通道442包括用于将第二径向布置的端口开口420与轴向布置的端口开口420连接的附加连接通道444。第二径向布置的端口开口420在阀体430的所示切换位置由阀外壳410封闭。
图10示出了阀体430的截面图。图示的阀体430对应于前述图9的阀体。阀体430包括用于将径向布置的端口开口420(未示出)与轴向向下布置的端口开口420(未示出)连接的第二弓形形状连接通道442。此外，阀体430包括附加连接通道444，用于将径向布置的端口开口420与轴向布置的端口开口420连接。轴承环452作为轴承450的一部分布置在阀体430的下侧。
图11示出了根据另一实施例的阀体430的透视图。阀体430包括与连接通道440的入口和/或出口相关联的轮廓470。轮廓沿其纵向范围正交于旋转轴线R。轴承环452位于阀体430的下侧上。
结合本发明的各个实施例解释和示出的所有特征可以在根据本发明的主题中以不同的组合来提供，以便同时实现它们的有利效果。本发明的保护范围由权利要求书给出，并且不受说明书中解释的或附图所示的特征的限制。

Claims (16)

1.一种用于在至少部分电力驱动的车辆内处理流体的装置(100)，其具有：
阀设备(400)，其包括
阀外壳(410)，所述阀外壳(410)具有至少两个径向布置的端口开口(420)和至少一个轴向布置的端口开口(420)，用于流体的流入和/或流出，
阀体(430)，其被布置在所述阀外壳(410)内部并且被配置为可绕轴向旋转轴线R旋转，其中
所述阀体(430)包括用于连接两个径向布置的端口开口(420)的弓形形状的第一连接通道(440)和用于将径向布置的端口开口(420)连接到轴向布置的端口开口(420)的弓形形状的第二连接通道(442)，
其中所述至少两个径向布置的端口开口(420)限定正交于所述轴向旋转轴线R的基部平面B，并且所述第一弓形连接通道(440)限定第一连接通道平面V，
其特征在于所述第一连接通道平面V包括相对于所述基部平面B的大于0°的第一倾斜角α。
2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中所述第一倾斜角α小于45°，特别是小于30°，特别是小于15°，特别是小于5°。
3.根据权利要求1或2所述的装置(100)，其中径向布置的端口开口(420)和轴向布置的端口开口(420)限定轴向平面A并且弓形形状的所述第二连接通道(442)限定第二连接通道平面W，其中所述轴向平面A包括相对于所述第二连接通道平面W的大于0°的第二倾斜角β。
4.根据权利要求3所述的装置(100)，其中所述第二倾斜角β小于45°，特别是小于30°，特别是小于15°，特别是小于5°。
5.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中用于将径向布置的端口开口(440)连接到轴向布置的端口开口(440)的弓形形状的所述第二连接通道(442)包括用于将第二径向布置的端口开口(420)连接到所述轴向布置的端口开口(420)的附加连接通道(444)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中所述阀体(430)被配置为球体并且包括被布置在所述阀体(430)外部的轴承(450)。
7.根据权利要求6所述的装置(100)，其中所述轴承(450)包括与所述轴向端口开口(420)相关联的轴承环(452)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中密封元件(460)与所述阀外壳(410)的至少一个端口开口(420)相关联，其中对应的连接通道的内径与所述密封元件(460)的内径基本相同。
9.根据权利要求8所述的装置(100)，其中所述密封元件(460)包括聚四氟乙烯。
10.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中所述阀体(430)至少包括与所述第一连接通道(440)或所述第二连接通道(442)的入口和/或出口相关联的轮廓(470)。
11.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中所述装置(100)包括具有第一外壳区段(200)和第二外壳区段(300)的装置外壳，其中所述第一外壳区段(200)和所述第二外壳区段(300)被配置为通过流体不可渗透的轮廓壁(150)彼此相邻，
其中所述轮廓壁(150)包括朝向所述第一外壳区段(200)定向的侧面和朝向所述第二外壳区段(300)定向的侧面，
至少一个流体处理元件(110B)，
其中所述流体处理元件(110B)包括布置在所述第一外壳区段(200)中的用于生成可控可变磁场的构件(210B)，以及可通过所生成的磁场移动并且被布置在所述第二外壳区段(300)中的所述阀设备(400)形式的构件(310B)。
12.根据权利要求11所述的装置(100)，其中所述构件(210B)包括用于生成可控可变磁场的定子，并且所述阀设备(400)形式的可通过所生成的磁场移动的所述阀设备(400)形式的所述构件(310B)包括转子。
13.根据权利要求11或12所述的装置(100)，其中所述轮廓壁(150)包括圆柱形突出部(152)，所述圆柱形突出部(152)至少基本上填充布置在所述第一外壳区段(200)中的定子的内部。
14.根据权利要求13所述的装置(100)，其中所述圆柱形突出部(152)被配置为容纳布置在所述第二外壳区段(300)中的转子。
15.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中所述装置(100)包括第二流体处理元件(110A、110C)，所述第二流体处理元件(110A、110C)包括流体泵。
16.根据前述权利要求中的一项所述的装置(100)，其中所述流体处理元件(110A、110B、110C)的转子轴线(312A、312B、312C)彼此平行布置。
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